葡萄蜜二糖合成酶样种子吸胀蛋白基因VvRS/SIP的过表达赋予转基因番茄耐盐性

【字体: 时间:2025年08月23日 来源:Journal of Plant Growth Regulation 4.4

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  盐胁迫严重制约农业生产,研究人员通过农杆菌介导转化将葡萄VvRS/SIP基因导入番茄,发现转基因株系在150 mM NaCl处理下呈现26倍棉子糖(raffinose)积累,显著提升K+吸收并降低Na+和MDA含量,证实该基因通过调节渗透压和氧化应激增强植物耐盐性,为作物抗逆育种提供新靶点。

  

盐害已成为现代农业发展的重大威胁,显著抑制植物生长和作物产量。在这项突破性研究中,科学家们将葡萄中的蜜二糖合成酶样种子吸胀蛋白基因(Raffinose Synthase-like Seed Imbibition Protein, RS/SIP)通过农杆菌(Agrobacterium)介导的遗传转化技术导入番茄植株,系统解析了该基因在盐胁迫条件下的功能机制。

研究团队对转基因番茄株系进行了为期六周的梯度盐处理实验(0-150 mM NaCl),分子检测显示耐盐性的提升与VvRS/SIP基因表达量呈正相关。令人振奋的是,在最强耐盐转基因株系中,棉子糖积累量达到野生型(WT)的26倍,而对照组仅增加8倍。深入分析发现,RS/SIP转基因植株通过显著提高棉子糖、总可溶性糖和脯氨酸含量,有效降低渗透势,促进水分吸收。

更关键的是,这些"超级番茄"展现出卓越的离子调控能力:钾离子(K+)吸收增强,钠离子(Na+)积累减少,电解质外渗和丙二醛(MDA)含量显著下降,细胞膜稳定性和完整性得到明显改善。这些证据共同揭示了RS/SIP基因通过双重机制——促进棉子糖生物合成和渗透调节来缓解盐诱导的渗透胁迫与氧化损伤。

这项研究不仅阐明了RS/SIP基因在植物抗逆中的核心作用,更为培育高耐盐经济作物提供了极具应用价值的候选基因,对保障全球粮食安全具有重要意义。

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