番茄AHL蛋白的特性及其在抗盐和渗透胁迫中的生物学功能

《Plant Cell Reports》：Characterization of tomato AHL proteins and their biological functions in the resistance to salt and osmotic stresses

番茄中25个AHL家族基因的系统发育、表达模式及功能互作分析揭示其分类特征及耐盐/渗透胁迫增强机制。

　　

摘要

主要观点

在番茄中，25个AHL家族成员被分为三个亚家族。SlAHL5和SlAHL25属于CladeB亚家族，它们相互作用并增强了转基因拟南芥对盐分和渗透压胁迫的耐受性。

摘要

具有AT-hook基序的核定位（AHL）蛋白参与植物的生长、发育以及对非生物胁迫的响应。它们在番茄中抵抗盐分和渗透压胁迫的功能目前尚不明确。本研究鉴定了番茄（Solanum lycopersicum）基因组中的25个AHL基因。系统发育和基因结构分析表明，这些基因被分为两个支系和三个亚家族。同线性关系分析显示，所有同源的SlAHL基因对都经历了纯化选择。启动子结构分析发现存在许多与胁迫和植物激素相关的顺式作用元件。基因表达模式分析表明，这些基因在植物不同器官中的表达存在显著差异，且大多数在高盐度和/或渗透压胁迫条件下表达上调。酵母双杂交（Y2H）实验表明，属于Clade B亚家族的SlAHL5和SlAHL25能够相互作用形成异二聚体，其中SlAHL5具有自我激活活性，而SlAHL25则不具备这种活性。无论是过表达SlAHL5还是SlAHL25，都能提高转基因植物对盐分和渗透压胁迫的耐受性，表现为主根生长和生物量增加，以及在这两种胁迫条件下叶绿素和脯氨酸含量相对升高，同时过氧化氢酶（CAT）和过氧化物歧化酶（POD）活性增强。本研究为进一步分析AHL基因的功能提供了基础，并为开发新的育种策略以增强番茄对多种非生物胁迫的耐受性提供了依据。