沙芥小热激蛋白基因PcHsp18.1在盐胁迫条件下的功能解析及其抗逆机制研究

为应对土壤盐渍化对植物生长的威胁，研究人员通过转录组分析从沙芥(Pugionium cornutum)中鉴定出22个具有完整开放阅读框(ORF)的PcHsp20基因家族成员，发现PcHsp18.1在盐胁迫下显著上调。通过亚细胞定位证实其定位于细胞质和核膜，转基因拟南芥实验表明过表达株系(OE)较野生型(WT)表现出更高的种子萌发率、根系发育能力及抗氧化酶(SOD/POD/CAT)活性，同时降低MDA含量和相对电导率，证实PcHsp18.1通过调控ROS清除和渗透调节正调控植物耐盐性。

　　

全球土壤盐渍化加剧导致水分侵蚀，严重影响植物生长发育。作为广泛存在于生物体中的高度保守蛋白，热激蛋白(HSPs)在植物应对非生物胁迫中发挥关键作用。本研究通过盐胁迫下的转录组分析，从沙芥(Pugionium cornutum (L.) Gaertn)中鉴定出22个具有完整开放阅读框(ORF)的PcHsp20基因家族成员，其中PcHsp18.1在叶片中显著上调表达。

亚细胞定位实验揭示PcHsp18.1独特定位于细胞质和核膜双重位点。将该基因转入拟南芥(Arabidopsis thaliana)后，过表达株系(OE)展现出令人振奋的表型：与野生型(WT)相比，转基因植株不仅生长状态更优，其种子萌发率、主根长度和侧根数量均显著增加，相对电导率降低而叶绿素含量升高。生理指标检测显示，OE植株的丙二醛(MDA)含量和相对电导率显著低于WT，表明细胞膜受损程度减轻。

更深入的研究发现，转基因株系的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著提升，同时脯氨酸含量增加，这揭示了PcHsp18.1通过增强活性氧(ROS)清除能力和渗透调节来提升植物抗逆性的分子机制。盐处理还诱导转基因植株中多种胁迫相关基因的显著表达。这些发现共同证实，PcHsp18.1作为正调控因子，通过多途径协同作用增强植物对盐胁迫的适应性。