河南农业科学 ›› 2024, Vol. 53 ›› Issue (1): 12-21.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.01.002
曹丽茹1,2,梁小菡1,2,马晨晨1,2,叶飞宇1,2,庞芸芸1,李伟亚1,2,张新1,2,鲁晓民1,2
CAO Liru1,2,LIANG Xiaohan1,2,MA Chenchen1,2,YE Feiyu1,2,PANG Yunyun1,LI Weiya1,2,ZHANG Xin1,2,LU Xiaomin1,2
摘要: 在前期干旱-复水处理玉米转录组测序基础上,发现了一个响应干旱胁迫的基因ZmTPR1(Tetratricopeptide repeat 1),对该基因进行生物信息学分析,并探究其在不同组织及逆境胁迫下的表达模式,利用CRISPR-Cas9技术敲除拟南芥中的同源基因AtTPR1,分析干旱胁迫条件下纯合突变体植株的表型和生理生化指标,初步探究该基因的功能,为培育抗旱玉米品种提供基因资源。结果表明,ZmTPR1 基因位于玉米的第3号染色体,编码421个氨基酸,具有保守的卷曲螺旋结构域,可能参与玉米对植物激素、干旱等胁迫的响应。ZmTPR1 基因在玉米各组织中均表达,在幼茎中的表达量最高;干旱、高温、盐和缺氮胁迫均可诱导ZmTPR1 基因的表达,干旱胁迫后表达量上调最明显;干旱胁迫后ZmTPR1 基因在抗旱玉米自交系郑36中的表达量均极显著高于敏旱玉米自交系B73。敲除AtTPR1 基因后拟南芥抗旱能力下降,Attpr1 突变体在干旱胁迫下生长受到严重抑制,叶片萎蔫甚至干死,同时相对含水量、叶绿素含量、净光合速率及过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性极显著降低,丙二醛含量极显著升高。综合来看,ZmTPR1 基因参与玉米对多种非生物胁迫的响应过程,并在响应干旱胁迫中发挥着重要的作用。
中图分类号: