唐古特白刺蛋白激酶基因NtCIPK2超表达载体构建及紫花苜蓿转化研究
2013-04-10郑琳琳王佳贺龙梅王学峰王迎春
郑琳琳,王佳,贺龙梅,王学峰,王迎春*
(1.内蒙古大学生命科学学院 内蒙古自治区牧草与特色作物生物技术重点实验室,内蒙古 呼和浩特010021;2.内蒙古和信园蒙草抗旱绿化股份有限公司,内蒙古 呼和浩特010021)
“牧草之王”紫花苜蓿(Medicagosativa)是全世界栽培历史最悠久、种植面积最广、利用价值最高的一种豆科多年生优质牧草,广泛种植于以畜牧业为支柱产业的中国西北地区[1-2]。然而这些地区多具有干旱、高盐、低温等生境特点,严重制约着苜蓿生长发育和产量。因此,通过转基因手段培育具有多重抗逆能力的优良品种,对于苜蓿产业的可持续发展具有举足轻重的作用。
在植物应对非生物胁迫的防御机制中,Ca2+作为第二信使发挥着重要的作用[3]。CIPK(CBL-interacting protein kinase)是近年来鉴定的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,可与上游植物特有的Ca2+传感器钙调磷酸酶B类似蛋白(calcineurin B-like proteins,CBLs)结合,识别并传递胞质钙信号,引发细胞内一系列应激反应[4-5]。通过生物信息学分析,在模式植物拟南芥(Arabidopsisthaliana)和水稻(Oryzasativa)基因组中分别发现26和30个CIPK基因[6],后在银杨(Populustrichocarpa)[7]、葡萄(Vitisvinifera)[8]、高粱(Sorghumbiocolor)[9]和玉米(Zeamays)[10-11]中相继获得多个CIPK家族成员。多项研究表明,CIPK广泛参与植物对高盐、低钾和干旱等外界刺激的应答反应[12-14],在拟南芥、水稻、烟草(Nicotianatabacum)等植物中过量表达不同CIPK基因均可提高转基因植株的抗逆能力[15-18]。
本实验以唐古特白刺(Nitrariatangutorum)cDNA为模板,利用PCR技术克隆获得NtCIPK2完整编码序列(complete coding sequence,CDS),在此基础上构建含有该序列的植物表达载体pPZP221-NtCIPK2,采用农杆菌介导法对紫花苜蓿进行遗传转化,经PCR及RT-PCR验证,获得了超表达NtCIPK2基因的转化植株,为利用转基因手段选育抗逆苜蓿新品种奠定基础。……
