玉米逆境胁迫响应基因ZmTPR1的表达和功能分析

在前期干旱-复水处理玉米转录组测序基础上，发现了一个响应干旱胁迫的基因ZmTPR1(Tetratricopeptide repeat 1)，对该基因进行生物信息学分析，并探究其在不同组织及逆境胁迫下的表达模式，利用CRISPR-Cas9技术敲除拟南芥中的同源基因AtTPR1，分析干旱胁迫条件下纯合突变体植株的表型和生理生化指标，初步探究该基因的功能，为培育抗旱玉米品种提供基因资源。结果表明，ZmTPR1基因位于玉米的第3号染色体，编码421个氨基酸，具有保守的卷曲螺旋结构域，可能参与玉米对植物激素、干旱等胁迫的响应。ZmTPR1基因在玉米各组织中均表达，在幼茎中的表达量最高；干旱、高温、盐和缺氮胁迫均可诱导ZmTPR1基因的表达，干旱胁迫后表达量上调最明显；干旱胁迫后ZmTPR1基因在抗旱玉米自交系郑Defensive medicine36中的表达量均极显著高于敏旱玉米自交系B73。敲除AtTPR1基因后拟南芥抗旱能力下降，Attpselleck HPLCr1突变体在干旱胁迫下生长受到严重抑制，叶片萎蔫甚至干死，同时相对含水量、叶绿素含量、净光合速率及过氧化物酶和超氧化物歧selleck HPLC化酶活性极显著降低，丙二醛含量极显著升高。综合来看，ZmTPR1基因参与玉米对多种非生物胁迫的响应过程，并在响应干旱胁迫中发挥着重要的作用。