本研究揭示了大豆细胞色素b5基因的发现及其在基因工程中的应用。通过对303份大豆样本进行苗期耐盐碱表型精准鉴定,研究者们评估了根冠比和叶片损伤程度,以探索该基因在提高大豆耐盐碱性能方面的潜力。
背景技术
土壤盐碱化是影响农业生产、生态环境以及粮食安全的重要因素之一。根据粮农组织(FAO)统计,全世界盐碱地面积为9.54亿hm2
;其中,我国盐渍土、潜在盐渍化土壤分布面积约为9913万hm2
,占全世界盐渍土壤面积的1/9,与中国耕地底线相差不到0.27亿hm2
。盐碱地因含有高浓度Na+
、CO3
2-
和HCO3
-
等离子,对植物的根系产生直接毒害作用,使得根系细胞难以吸收土壤中的水分,致使农作物产量和品质严重下降,甚至导致植物死亡,极大的降低了我国农作物的产量,给农业生产带来了巨大的影响。
大豆是起源于我国重要的粮食、油料和饲料兼用型作物,在国民经济中具有重要地位。中国大豆有80%以上需要进口,连续5年进口突破亿吨,而我国自产只有一千万吨左右,极大地影响了我国的粮食安全。与小麦、水稻等主要农作物相比,大豆属于中度盐碱敏感型作物;在盐碱胁迫条件下,大豆产量可严重降低50%,对我国大豆产量造成严重影响。因此,如何利用抗性基因的资源改良大豆的耐盐碱性,提高盐碱地大豆单产,增加大豆自给率,更好地保障国家粮食安全,对于大豆产业的高效、可持续发展具有重要意义。
细胞色素B5是膜结合蛋白,其氨基酸含量在130-150左右,是一类存在于植物、动物和真菌中定位于内质网的血红素蛋白。植物细胞色素b5是锚定的血红蛋白内质网或叶绿体包膜通过C端疏水结构域和它们的亲水性N端结构域突出到细胞质中。它作为中间电子传递体参与细胞中的各种氧化还原反应,从而调节植物体内的活性氧(ROS)平衡,减少逆境对细胞的损害,参与植物对多种生物与非生物逆境的响应过程;但是,有关该基因在大豆耐盐碱方面的研究尚未见报道。
实现思路