杨树水通道蛋白基因PagPIP1;3耐干旱胁迫功能分析

干旱是自然界中最常见的环境胁迫因子之一.杨树主要分布于我国北方半干旱地区,干旱和水分匮乏严重限制了杨树生长,降低了杨树人工林生产力.为阐明杨树耐干旱的分子机制,推动杨树耐旱的分子育种,将前期鉴定出的干旱胁迫响应的关键PIP1s基因PagPIP1;3作为目标基因,通过农杆菌转化法获得PagPIP1;3过表达银中杨阳性株系,从形态和生理方面验证了Pag-PIP1;3在杨树响应和耐受耐旱胁迫中的功能.结果表明,与野生型对照植株(WT)相比,过表达PagPIP1;3的不同株系(OE1,OE2)分别在不同器官部位出现基因表达量的显著增加,在叶片中基因表达量OE2>OE1>WT;根系中基因表达量OE1>OE2>WT.在干旱胁迫条件下,Pag-PIP1;3过表达株系地上部分和根系的生长量明显优于WT,并且在一定程度上抑制了银中杨的蒸腾、增强了银中杨在干旱胁迫下的瞬时水分利用效率(WUEi).对生物量和相对含水量测定结果表明,PagPIP1;3过表达后,水分在干旱胁迫下的转运能力得到提高,杨树叶片保水能力和生物量的积累得到增强,从而提高了杨树的耐旱能力.研究结果初步阐明了PagPIP1;3基因在杨树耐干旱胁迫中的功能及机制,为杨树耐干旱胁迫的分子遗传改良提供了重要研究基础和遗传材料.