StBIN2过表达提高马铃薯耐盐性

《International Journal of Molecular Sciences》：Overexpression of StBIN2 Improves Salt Stress Tolerance in Potato

　　

摘要

盐胁迫已成为限制全球作物可持续生产的重大非生物胁迫因子之一。马铃薯作为全球第四大粮食作物，其生长、发育、产量和品质易受盐分等环境胁迫的严重影响。StBIN2属于GSK3家族蛋白，大量研究已证实GSK3家族成员广泛调控植物的多种非生物胁迫响应和发育过程。然而，StBIN2在马铃薯盐胁迫响应中的具体功能及其分子机制仍不清楚。本研究以马铃薯品种'川渝10号'为实验材料，成功分离并克隆了StBIN2基因，并系统研究了其在盐胁迫条件下的生物学功能。亚细胞定位分析表明StBIN2蛋白定位于细胞核。组织特异性表达模式分析显示，StBIN2的转录本水平在叶片和块茎组织中显著高于其他组织。在200 mM NaCl盐胁迫处理条件下，StBIN2过表达马铃薯系表现出比野生型（WT）植株更强的耐盐性，而基因沉默系则表现出对盐胁迫的超敏表型。生理参数测定表明，过表达转基因植株中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性显著高于野生型，而丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）的水平则明显降低。综上所述，这些实验结果表明StBIN2可显著增强转基因马铃薯的耐盐性，说明马铃薯StBIN2正参与盐胁迫的生理调控。本工作为进一步阐明StBIN2在植物非生物胁迫响应网络中的功能机制奠定了重要基础。