过表达来自辐射不动杆菌的DR1372基因可提高大豆的耐盐性和耐旱性

《Plant and Soil》：Overexpression of DR1372 gene from Deinococcus radiodurans improves the salt and drought tolerance in soybean

　　

摘要

目的

大豆（Glycine max）是一种重要的油料作物，但其生长和产量受到干旱和盐碱等非生物胁迫的严重威胁。DR1372 基因参与了一种名为Deinococcus radiodurans的细菌的极端胁迫耐受性。然而，DR1372 在大豆中响应非生物胁迫的功能鲜有报道。

方法

DR1372 基因从 D. radiodurans 中克隆出来，并在大豆中过表达。通过生理生化实验结合转录组分析调查了 DR1372 的作用。

结果

过表达 DR1372 的大豆植株表现出增强的耐盐性和耐旱性。在盐胁迫下，与野生型（WT）相比，转基因系的抗氧化能力显著增强，超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性分别增加了约 51.8% 和 93.4%，而丙二醛（MDA）含量减少了 26.7%（OE-11）和 41.6%（OE-38）。此外，干旱复水后，转基因系的存活率是野生型（WT）植株的 3 倍。RNA-seq 分析显示，DR1372 在干旱条件下上调了光合作用相关途径，在盐胁迫条件下上调了油菜素内酯生物合成，这对于缓解氧化损伤至关重要。

结论

总体而言，这些发现表明，在受控的盐分和干旱条件下，DR1372 作为大豆耐盐性和耐旱性的正调控因子，突显了其作为大豆非生物胁迫耐受性遗传改良的有希望候选基因的潜力。此外，转录组学和生理数据为理解 DR1372 基因在大豆中的生物学作用提供了新的见解。