周桦楠^1,2 , 孙思凡¹ , 杨颖慧¹ , 聂楠¹ , 何绍贞¹ , 刘庆昌¹ , 翟红^1*

1 中国农业大学, 农业农村部甘薯生物学与生物技术重点实验室, 教育部作物杂种优势研究与利用重点实验室, 北京, 100193; 2 辽宁省农业科学院作物研究所, 沈阳, 110161
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2022 年, 第 20卷, 第 4 篇   
收稿日期: 2022年01月04日    接受日期: 2022年01月11日    发表日期: 2022年09月07日

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几丁质酶基因在植物发育、抗病、抗冻、耐盐等方面都发挥着重要的作用。为了探究几丁质酶在甘薯抵御盐胁迫中的作用，本研究根据前期获得的差异表达 EST 序列，利用 RACE 方法从‘鲁薯 3 号’中克隆得到甘薯几丁质酶基因 IbChi。该基因 cDNA 全长 1 226 bp，ORF 为 804 bp，编码 267 个氨基酸。该基因编码的蛋白质含有 1 条信号肽序列，并在 5~27 aa 位点推测有跨膜结构。生物信息学分析显示，IbChi 蛋白是第Ⅰ类几丁质酶，属于糖基水解酶第 19 家族。氨基酸序列比对结果表明，IbChi 与甘薯近缘野生种Ipomoea trilo ba(2x)同源蛋白 ItlChi 序列一致性为 98.50%，同源性较高；进化树结果进一步显示 IbChi 与 ItlChi 亲缘关系最近。利用根癌农杆菌介导法将 IbChi 基因导入甘薯品种栗子香，IbChi 基因的过表达显著提高了转基因甘薯植株的耐盐性。在 86 mmol/L NaCl 的胁迫下，转基因植株的 SOD 活性、脯氨酸含量和叶绿素含量显著增加，丙二醛(MDA)含量显著降低。这些结果首次揭示了 IbChi 在植物耐盐性中的作用。本研究为后续甘薯 IbChi耐盐分子机制研究奠定基础。

甘薯；IbChi；转基因甘薯；耐盐性