晋 昕,魏玉溪,陈正亮,王泽民,张国栋,杨江伟,张 宁,司怀军

(1.省部共建干旱生境作物学国家重点实验室, 甘肃 兰州 730070; 2.甘肃农业大学生命科学技术学院, 甘肃 兰州 730070;3.忻州师范学院生物系, 山西 忻州 034099)

气候的异常变化导致各种生物和非生物胁迫频发,严重影响作物正常的生产种植。马铃薯(SolanumtuberosumL.)是世界上产量最高的非谷物粮食作物,同时也是浅根系作物,干旱等非生物胁迫不仅严重抑制其植株的正常生长发育,也是导致其块茎产量损失和质量下降的主因[1-2]。因此,深入挖掘抗旱分子元件,研究马铃薯耐旱的分子机理,对未来培育抗性新品种意义重大。为了应对各种非生物胁迫,植物体内形成了多水平且复杂的胁迫响应与耐受机制,主要是一系列生化和生理适应,依赖于胁迫相关基因的调控表达[3]。丝氨酸羧肽酶类(Serine carboxypeptidase like,SCPL)蛋白属于SC羧肽酶中的S10家族[4-6],其在结构和功能上与丝氨酸羧肽酶(Serine carboxypeptidase,SCP)基本相似,由催化中心和α/β水解酶三级结构组成,均含有1个细胞内分泌和转运的信号肽、4个底物结合位点、多个N-糖基化位点以及与催化作用相关的进化保守区域[6-7]。

SCPL基因家族在生物和非生物胁迫响应过程中表现活跃,在不少作物上得到证实。番茄(SolanumlycopersicumL.)中,I型SCPL基因在机械损伤和茉莉酸甲酯(MeJA)诱导下显著上调表达,因此被鉴定为“晚期创伤诱导基因”之一[8];水稻(OryzasativaL.)中,过表达OsBISCPL1的转基因水稻植株对丁香假单胞菌的抵抗力显著强于野生型水稻植株,且转基因植株中OsPR1、OsPR2、OsPR5和OsPDF1.2等防御相关的基因均呈组成型上调表达。……