植物学报 ›› 2024, Vol. 59 ›› Issue (3): 0-0.DOI: 10.11983/CBB24013
• 研究论文 •
杜锦瑜1, 2, 3, 4, 孙震2, 3, 4, 苏彦龙2, 3, 4, 王贺萍2, 3, 4, 刘亚玲5, 吴振映2, 3, 4, 何峰2, 3, 4*, 赵彦1*, 付春祥2, 3, 4*
Jinyu Du 1, 2, 3, 4,
Zhen Sun 2, 3, 4, Yanlong Su 2, 3, 4, Heping Wang 2,
3, 4, Yaling Liu 5, Zhenying Wu 2, 3, 4, Feng He 2, 3, 4*, Yan Zhao 1*, Chunxiang Fu 2, 3, 4*
1College of Grassland and Resources Environment of Inner Mongolia Agricultural University/Key Laboratory of Forage Cultivation, Processing and Efficient Utilization of Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Key Laboratory of Grassland Resources and Education Ministry, Hohhot 010018; 2Qingdao Institute of Bioenergy and Process, China Academy of Sciences, Qingdao 266101; 3Shandong energy Research Institute, Qingdao 266101; 4Qingdao New Energy Shandong Laboratory, Qingdao 266101; 5Inner Mongolia Grass Technology Innovation Center, Hohhot 010018
摘要: 蒙古冰草(Agropyron mongolicum)是我国北方代表性的多年生牧草之一, 具有较强的耐寒、耐旱能力。在植物中, 咖啡酸氧甲基转移酶基因(COMT)是参与木质素和褪黑素生物合成的关键基因, 在调节植物生长、生物质品质和抗逆性中发挥着重要作用。本研究通过对蒙古冰草全长转录组数据的分析, 从蒙古冰草中克隆了COMT候选基因AmCOMT1。该基因在茎秆和根等木质素含量高的组织中高表达, 其表达受到多种非生物胁迫的诱导。在拟南芥野生型(Col-0)和突变体(omt1-2)中表达AmCOMT1, 显著促进了转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana)木质素的合成, 使突变体的木质素单体和组分恢复到野生型的水平, 同时Col-0/35S:AmCOMT1中的木质素总量提高11%。另外, AmCOMT1过表达也显著提高了Col-0/ 35S:AmCOMT1转基因拟南芥中褪黑素的含量。在盐胁迫条件下, 该株系平均根长相比较于野生型拟南芥提高了20.3%, 表现出更高的抗逆性。本研究鉴定的蒙古冰草AmCOMT1基因在木质素和褪黑素的合成中发挥关键作用, 过量表达AmCOMT1基因促进了褪黑素合成, 提高转基因拟南芥的抗逆性, 因此在蒙古冰草等单子叶牧草遗传改良方面具有重要的应用潜力。