ZxNHX1與AtNHX1在atnhx1-1中的超表達(dá)對(duì)擬南芥Na~+、K~+轉(zhuǎn)運(yùn)及其相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控

ZxNHX1與AtNHX1在atnhx1-1中的超表達(dá)對(duì)擬南芥Na~+、K~+轉(zhuǎn)運(yùn)及其相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控ZxNHX1與AtNHX1在atnhx1-1中的超表達(dá)對(duì)擬南芥Na+、K+轉(zhuǎn)運(yùn)及其相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控

摘要：

針對(duì)擬南芥對(duì)鹽脅迫具有敏感性的特點(diǎn)，本研究通過超表達(dá)ZxNHX1和AtNHX1基因，探討了這兩個(gè)基因在atnhx1-1擬南芥株系中對(duì)Na+和K+轉(zhuǎn)運(yùn)及相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控。結(jié)果顯示，通過超表達(dá)ZxNHX1和AtNHX1基因，可以顯著提高擬南芥對(duì)鹽脅迫的耐受能力，并且影響Na+和K+在根系和地上部的分布，進(jìn)而影響其生長(zhǎng)和開花時(shí)間。

引言：

鹽脅迫是影響農(nóng)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的重要因素之一。在鹽脅迫條件下，鹽離子（Na+和K+）的不平衡和過度積累會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境失衡，從而影響植物正常生長(zhǎng)和發(fā)育。植物通過調(diào)節(jié)離子平衡來適應(yīng)鹽脅迫，其中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)和調(diào)控起著重要的作用。

擬南芥是模式植物中廣泛應(yīng)用的一個(gè)物種，其對(duì)鹽脅迫具有較高的敏感性。近年來的研究表明，NHX（Na+/H+）轉(zhuǎn)運(yùn)家族基因在植物鹽脅迫響應(yīng)中具有重要的功能。NHX轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Na+和H+的水平，維持細(xì)胞內(nèi)外離子平衡，從而提高植物對(duì)鹽脅迫的耐受能力。因此，研究NHX基因在擬南芥中的表達(dá)和功能，對(duì)于揭示植物鹽脅迫響應(yīng)機(jī)制具有重要意義。

材料與方法：

本實(shí)驗(yàn)選取atnhx1-1株系作為研究對(duì)象，采用遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，分別超表達(dá)ZxNHX1和AtNHX1基因。利用RT-PCR和qRT-PCR技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因擬南芥中ZxNHX1和AtNHX1基因的表達(dá)水平。通過外源轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建AtNHX1和ZxNHX1基因在擬南芥中高表達(dá)的株系，并通過對(duì)這些轉(zhuǎn)基因擬南芥進(jìn)行鹽脅迫處理，觀察其生長(zhǎng)狀況和生理生化指標(biāo)變化。

結(jié)果與討論：

通過RT-PCR和qRT-PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因擬南芥中ZxNHX1和AtNHX1基因的表達(dá)水平顯著增加。同時(shí)，在鹽脅迫條件下，轉(zhuǎn)基因擬南芥的根系和地上部對(duì)Na+和K+的吸收和積累顯著降低，表明ZxNHX1和AtNHX1基因的超表達(dá)對(duì)擬南芥鹽脅迫響應(yīng)起到調(diào)節(jié)作用。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，超表達(dá)ZxNHX1和AtNHX1基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥在鹽脅迫條件下生長(zhǎng)狀況良好，生理生化指標(biāo)也表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐鹽性。與野生型擬南芥相比，轉(zhuǎn)基因擬南芥的葉片相對(duì)含水量較高，葉綠素含量較低，丙二醛含量較低。此外，超表達(dá)ZxNHX1和AtNHX1基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥在鹽脅迫下開花時(shí)間較晚。

結(jié)論：

本研究通過超表達(dá)ZxNHX1和AtNHX1基因，揭示了這兩個(gè)基因在擬南芥atnhx1-1株系中對(duì)Na+和K+轉(zhuǎn)運(yùn)及相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制。結(jié)果表明，這兩個(gè)基因的超表達(dá)能夠顯著提高擬南芥對(duì)鹽脅迫的耐受能力，影響Na+和K+在根系和地上部的分布，并且影響其生長(zhǎng)和開花時(shí)間。這為進(jìn)一步研究植物鹽脅迫響應(yīng)機(jī)制、利用基因工程技術(shù)培育耐鹽作物提供了新的理論和實(shí)踐指導(dǎo)通過本研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因擬南芥中超表達(dá)ZxNHX1和AtNHX1基因可以顯著增加這兩個(gè)基因的表達(dá)水平，并且對(duì)鹽脅迫起到調(diào)節(jié)作用。轉(zhuǎn)基因擬南芥在鹽脅迫條件下表現(xiàn)出良好的生長(zhǎng)狀況和較強(qiáng)的耐鹽性，其葉片相對(duì)含水量較高，葉綠素和丙二醛含量較低，開花時(shí)間較晚。通過超表