天山雪莲SiICE2基因克隆及抗寒性分析

该研究以天山雪莲(Saussurea involucrata)的转录组数据为基础，利用Premier 5.0设计1对特异性引物SiICE2 Up和SiICE2 Down，以天山雪莲cDNA为模板克隆得到天山雪莲SiICE2基因的开放阅读框(ORF)，对其进行生物信息学分析；构建植物表达载体pCAMBIA2300 35S SiICE2 Nos，利用农杆菌介导法导入番茄(Lycopersicon esculentum)，通过PCR和RT PCR对转化植株进行验证，qRT PCR分析转SiICE2基因番茄株系SiICE2基因的相对表达量；将转SiICE2基因型和野生型番茄在0 ℃处理后，进行抗寒性分析。结果表明：(1) 成功克隆得到天山雪莲SiICE2基因，其大小为462 bp，共编码153个氨基酸，系统进化分析发现SiICE2蛋白与菜蓟(Cynara scolymus L)亲缘关系最近。(2) 成功构建了植物表达载体pCAMBIA2300 35S SiICE2 Nos，经农杆菌介导法侵染番茄，PCR鉴定表明共有9株为转SiICE2基因番茄植株。(3) 膜生理指标测定结果显示，随着低温处理时间的增加，转SiICE2基因型番茄的相对电导率、丙二醛含量均显著低于野生型，在处理时间为24 h时，转SiICE2基因型番茄相对电导率比野生型低31.7%，丙二醛含量比野生型低4.2 μmol/g。(4) 抗氧化酶活性测定结果显示，随着低温处理时间的增加，转SiICE2基因番茄植株的POD、CAT和SOD活性均呈现持续递增趋势，野生型呈先逐渐升高后降低的趋势，且各处理时间内转SiICE2基因番茄的POD、CAT和SOD活性均显著高于野生型。研究发现，天山雪莲SiICE2基因可以显著增强非低温驯化番茄的抗寒性。