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IJOMS|西北农林科技大学研究团队利用Y2H等技术揭示辣椒基因CaDHN3 通过减少 ROS 积累增强对盐和干旱胁迫的耐受性

作者:南京瑞源生物技术有限公司 浏览: 发表时间:2021-07-30 17:22:05

脱水素(DHNs)在大量植物的非生物胁迫耐受性中发挥着重要作用,但人们对DHNs在辣椒植物中的功能知之甚少。

近日西北农林科技大学研究团队在InternationalJournal of Molecular Sciences发表了一篇名为“CaDHN3, a Pepper (Capsicum annuum L.) Dehydrin GeneEnhances the Tolerance against Salt and Drought Stresses by Reducing ROS Accumulation ”的文章揭示了辣椒基因CaDHN3 通过减少 ROS 积累增强对盐和干旱胁迫的耐受性。


在这里,我们从辣椒中分离出一个Y 1 SK 2型DHN基因“ CaDHN3 ”。为了验证CaDHN3在盐和干旱胁迫中的功能,它在拟南芥中过表达,并通过病毒诱导的基因沉默(VIGS) 在辣椒中沉默。


为了评估CaDHN3在辣椒盐胁迫中的反应,在辣椒抗寒品种“P70”中进行了CaDHN3的 VIGS 测定。接种后 30 天后,将注射的 pTRV2 - PDS植物进行光漂白(图 S1A),并通过 qRT-PCR 分析pTRV2:00 和 pTRV2: CaDHN3的相对表达。结果表明CaDHN3在沉默植株中的表达下降了86.32%,说明CaDHN3在辣椒中成功沉默(图S1B)。在控制条件下,没有发现明显的差异。然而,经过 3 天的盐胁迫(300 mM NaCl)后,pTRV2:CaDHN3植物表现出比 pTRV2:00 植物更多的萎蔫。图2A,此外,为了分析盐胁迫后CaDHN3沉默和对照 (pTRV2:00) 辣椒植物中 ROS 的产生,进行了 DAB 和NBT 染色。pTRV2:00 和 pTRV2: CaDHN3辣椒植物的 DAB 和 NBT 染色面积显着增加图2B ,C但 pTRV2: CaDHN3植物的应变面积高于pTRV2( 图 2 F、G)。此外,我们测量了盐胁迫下pTRV2: CaDHN3和 pTRV2:00 植物的气孔导度图 2D.在正常生长条件下,气孔孔径无明显变化。然而,在盐胁迫下,pTRV2: CaDHN3植物的平均气孔孔径比对照辣椒植物增加图 2 H。此外,pTRV2:00 植物中的 H 2 O 2含量比CaDHN3-沉默的辣椒植物明显降低图2J ;而pTRV2:00 中的 O 2 •-含量显着高于CaDHN3沉默的植物(图2K)。这些结果表明 ROS 的积累在CaDHN3沉默中的植物高于 pTRV2:00。盐胁迫前,pTRV2:00和CaDHN3沉默植株的丙二醛(MDA)含量和REL无明显差异;然而,盐胁迫3天后,所述CaDHN3沉默植物显示MDA含量高于的pTRV2:00植物图2 E,和CaDHN3沉默植物显示更高的REL含量比的pTRV2:00植物图2 I.这些结果显示辣椒中CaDHN3 的沉默降低了对盐胁迫的耐受性。

图2盐胁迫下的生理独立测量

为了进一步了解CaDHN3在干旱和盐胁迫中的调控机制,通过 QPCR图 8在CaDHN3 过表达和 WT 植物中测量了胁迫响应基因的表达,包括COR47、DREB2A、ERD11和RD29B。此外,干旱和盐处理后转基因拟南芥中干旱和盐胁迫相关基因COR47、DREB2A、ERD11和RD29B的表达水平被强烈诱导。COR47、DREB2A、ERD11和RD29B的表达水平转基因品系中的基因高于 WT。这些结果表明CaDHN3积极激活转基因拟南芥中的干旱和盐响应基因表达。

图 8. CaDHN3 的过度表达激活了应激反应基因的相对表达

蛋白质 CaHIRD11 的 ORF 片段被插入到 pGADT7 载体中,并转移到也含有 pGBK7-CaDHN3 的酵母菌株 Y2H Gold。如图9所示,共转化的CaDHN3-BD和CaHIRD11-AD在SD-Leu-Trp、SD/-Trp/-Leu/-His/-Ade上生长。结果表明CaDHN3与CaHIRD11蛋白相互作用。为了进一步证实 CaDHN3 与 CaHIRD11 蛋白相互作用,我们还在烟叶中进行了 BiFC 实验。结果与Y2H一致,CaDHN3与质膜中的CaHIRD11蛋白相互作用。

图 9. CaDHN3 与 CaHIRD11 的相互作用


文献链接:https://doi.org/10.3390/ijms22063205

IJOMS|西北农林科技大学研究团队利用Y2H等技术揭示辣椒基因CaDHN3 通过减少 ROS 积累增强对盐和干旱胁迫的耐受性
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