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盐胁迫下中国沙棘生理指标变化及水通道蛋白基因的表达模式

施会 严雯雯 尹代浩 张宇 王蔚 鲍玉英 马玉花

施会,严雯雯,尹代浩,等. 盐胁迫下中国沙棘生理指标变化及水通道蛋白基因的表达模式 [J]. 福建农业学报,2023,38(12):1414−1419 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.12.004
引用本文: 施会,严雯雯,尹代浩,等. 盐胁迫下中国沙棘生理指标变化及水通道蛋白基因的表达模式 [J]. 福建农业学报,2023,38(12):1414−1419 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.12.004
SHI H, YAN W W, YIN D H, et al. Physiology and Expression of PIP of Hippophae rhamnoides under Salt Stress [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2023,38(12):1414−1419 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.12.004
Citation: SHI H, YAN W W, YIN D H, et al. Physiology and Expression of PIP of Hippophae rhamnoides under Salt Stress [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2023,38(12):1414−1419 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.12.004

盐胁迫下中国沙棘生理指标变化及水通道蛋白基因的表达模式

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.12.004
基金项目: 青海省高端创新人才千人计划项目(2022);国家自然科学基金项目(31660071);青海省科技厅项目(2017-ZJ-734)
详细信息
    作者简介:

    施会(1997 —),女,硕士研究生,主要从事林木遗传育种相关研究,E-mail:3211227527@qq.com

    通讯作者:

    马玉花(1978 —),女,博士,教授,主要从事森林培育理论与技术研究,E-mail:qhxnmyh@163.com

  • 中图分类号: S793.6

Physiology and Expression of PIP of Hippophae rhamnoides under Salt Stress

  • 摘要:   目的  探讨水通道蛋白(Plasma membrane intrinsic proteins,PIPs)在中国沙棘盐胁迫响应中的作用,为中国沙棘应对盐胁迫机理研究提供参考。  方法  以中国沙棘(Hippophae rhamnoides subsp. sinensis)为试验材料,对中国沙棘质膜内在蛋白基因(HrPIP)序列进行生物信息学分析,并研究不同程度盐胁迫(200、400、600、800、1000 mmol·L−1)对中国沙棘生理指标及HrPIP基因表达模式的影响。  结果  中国沙棘HrPIP基因编码110个氨基酸,其编码蛋白质位于细胞膜上,无信号肽,无跨膜螺旋区,为疏水性蛋白。中国沙棘相对含水量随着盐胁迫的加深逐渐下降;叶绿素含量总体呈先下降后升高的趋势;质膜透性和丙二醛含量在低浓度盐胁迫下变化不大,在高盐浓度下急剧上升,在1000 mmol·L−1时丙二醛含量有所降低而膜透性继续升高。HrPIP基因的表达随着盐胁迫程度的加剧而变化,其在根中的表达量呈先上升后下降再上升的趋势,在叶中呈先下调后急剧上升而后又下降的趋势,在茎中则呈“M”型表达模式。  结论  中国沙棘在盐胁迫下具有一定的抗盐性,胁迫下HrPIP基因的表达量变化促进根的吸水、茎的运输、叶的保水等,从而提高水分吸收,调节自身的耐盐性,说明该基因在中国沙棘应对盐胁迫的过程中起着重要作用。
  • 图  1  HrPIP蛋白亲疏水性分析

    Figure  1.  Hydrophobicity of HrPIP

    图  2  HrPIP蛋白跨膜结构域预测

    Figure  2.  Predicted transmembrane region of HrPIP

    图  3  HrPIP蛋白二级结构预测

    蓝色区域:α-螺旋;红色区域:延伸链;紫色区域:无规则卷曲。

    Figure  3.  Predicted secondary structure of HrPIP protein

    Blue regions: α-helix; red regions: extended strand; purple regions: random coil.

    图  4  HrPIP蛋白磷酸化位点预测

    红色为丝氨酸磷酸化位点;绿色为苏氨酸磷酸化位点;紫色为酪氨酸磷酸化位点;粉色线为阈值。

    Figure  4.  Predicted phosphorylation site in HrPIP protein

    Red indicates serine phosphorylation site; green, tyrosine phosphorylation site; purple, threonine phosphorylation site; pink line, threshold value.

    图  5  盐胁迫下中国沙棘生理指标的变化

    不同大写字母表示不同处理在0.01水平差异极显著。

    Figure  5.  Changes on physiological indexes of H. rhamnoides under salt stress

    Different uppercase letters indicate significant difference at 0.01 level.

    图  6  HrPIP基因在中国沙棘根茎叶中的表达模式

    不同大写字母表示不同胁迫处理下差异极显著(P<0.01),不同小写字母表示不同组织之间差异显著(P<0.05)。

    Figure  6.  Expressions of HrPIP in roots and leaves of H. rhamnoides

    Data with different capital letters indicate extremely significant difference under treatments (P<0.01); those with different lowercase letters, significant difference between tissues (P<0.05).

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出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-01
  • 修回日期:  2023-07-22
  • 网络出版日期:  2023-12-21
  • 刊出日期:  2023-12-28

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