OsST41调控水稻苗期耐盐性的功能分析

　　

摘要： 水稻是我国第一大粮食作物，其产量易受土壤盐碱化影响。本课题组前期通过全基因组关联分析(GWAS)定位到水稻耐盐候选基因OsST41。本研究克隆了OsST41 (Os07g0598200)基因，通过生物信息学分析发现该基因编码序列全长747 bp，编码248个氨基酸，OsST41蛋白含有F-box保守结构域，并与拟南芥中调控非生物胁迫响应的EDL3蛋白同源。亚细胞定位结果表明，OsST41蛋白定位于细胞核。qRT-PCR分析显示，OsST41基因在水稻的各生育时期均有表达，并于苗期盐胁迫后在叶片中的表达量显著升高。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建了OsST41基因敲除突变体。耐盐性分析发现，OsST41基因敲除突变体耐盐性显著下降，盐胁迫条件下突变体的Na?/K?比率显著高于野生型。生理指标检测结果发现，盐胁迫下突变体丙二醛含量显著高于野生型，超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸(Pro)含量均低于野生型。qRT-PCR结果显示，抗氧化相关酶编码基因OsALDH22A1和OsGPX5的表达水平在突变体中显著降低。这些结果表明，突变体抗氧化系统受损，活性氧(ROS)清除能力减弱。本研究初步揭示了OsST41基因参与调控水稻耐盐性，为进一步解析水稻OsST41响应盐胁迫的分子调控机制奠定了基础。