水曲柳FmCCoAOMT基因在木质素合成及非生物胁迫中的功能分析

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.013

植物研究 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (5): 768-778.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.013

水曲柳FmCCoAOMT基因在木质素合成及非生物胁迫中的功能分析

单超然¹, 陈晓慧¹, 丁云飞², 赵威², 卢晗¹, 高尚珠¹, 齐凤慧¹, 詹亚光¹, 曾凡锁¹()

^1.东北林业大学生命科学学院，哈尔滨 150040
^2.黑龙江省海林市林业和草原局，牡丹江 157100

收稿日期:2023-05-03 出版日期:2023-09-20 发布日期:2023-09-05
通讯作者: 曾凡锁 E-mail:zeng@nefu.edu.cn
作者简介:单超然（1996—），女，硕士研究生，主要从事林木遗传改良研究。
基金资助:
中央高校基本科研业务费(2572021DT06);林木遗传育种国家重点实验室创新项目(2022A03)

Functional Analysis of FmCCoAOMT Gene in Fraxinus mandshurica During Lignin Synthesis and Abiotic Stress

Chaoran SHAN¹, Xiaohu CHEN¹, Yunfei DING², Wei ZHAO², Han LU¹, Shangzhu GAO¹, Fenghui QI¹, Yaguang ZHAN¹, Fansuo ZENG¹()

^1.College of Life Science，Northeast Forestry University，Harbin 150040
^2.Forestry and Grassland Bureau of Hailin，Mudanjiang 157100

Received:2023-05-03 Online:2023-09-20 Published:2023-09-05
Contact: Fansuo ZENG E-mail:zeng@nefu.edu.cn
About author:SHAN Chaoran（1996—），female，postgraduate，major in forest tree genetic improvement research.
Supported by:
Basic Research Funds for Central Universities(2572021DT06);Innovation project of State Key Laboratory of Forest Tree Genetics and Breeding(2022A03)

摘要/Abstract

摘要：

为了明确FmCCoAOMT基因的功能，以水曲柳（Fraxinus mandshurica）为材料，利用qRT-PCR方法分析FmCCoAOMT基因的表达模式，结果显示FmCCoAOMT基因具有组织特异性。在雌株和雄株多年生木质部的表达量最高，其中在雄株中是新生枝皮表达量的9.4倍，在雌株中是叶片表达量的13.1倍。采用叶盘法获取转基因烟草（Nicotiana tabacum）植株，过表达FmCCoAOMT的烟草与野生型相比，木质素含量升高41%，纤维素和半纤维素含量分别降低32%和52%。非生物胁迫处理后过表达FmCCoAOMT烟草相比于野生型，POD和SOD活性增加，MDA含量下降，且活性氧含量减少，其中NaCl处理后，POD活性比对照组升高83%；NaCl、ABA和甘露醇处理后，SOD活性比对照组分别升高56.6%、44.2%和19.0%，MDA含量比对照组分别降低了77.2%、11.7%和47.6%。结果表明FmCCoAOMT基因通过参与木质素合成，促进非生物胁迫适应能力。

关键词: 水曲柳, 木质素, FmCCoAOMT, 非生物胁迫

Abstract:

To clarify the function of FmCCoAOMT gene， the expression pattern of FmCCoAOMT gene was analyzed by qRT-PCR using Fraxinus mandshurica as material in this study. The results showed that FmCCoAOMT gene was tissue specific. The expression level was the highest in the xylem of both female and male perennial plants， and was 9.4 times higher than that in the bark of new shoots in male plants， and was 13.1 times higher than that of leaf in female plants. The leaf disk method was used to obtain transgenic tobacco plants. Compared with the wild type， the lignin content of overexpressing FmCCoAOMT was increased by 41%， while the cellulose and hemicellulose contents were decreased by 32% and 52%， respectively. Tobacco overexpressing FmCCoAOMT after abiotic stress treatment compared to wild type， the activity of POD and SOD increased， the content of MDA decreased， and the content of reactive oxygen decreased after stress treatment. After NaCl treatment， POD activity was 83% higher than that of control group. After NaCl， ABA and mannitol treatments， SOD activity increased by 56.6%， 44.2% and 19.0%， and MDA content decreased by 77.2%， 11.7% and 47.6%， respectively. The results indicated that FmCCoAOMT gene might be involved in lignin synthesis of F. mandshurica， promoted abiotic stress tolerance.

Key words: Fraxinus mandshurica, Lignin, FmCCoAOMT, Abiotic stress

中图分类号:

Q786

单超然, 陈晓慧, 丁云飞, 赵威, 卢晗, 高尚珠, 齐凤慧, 詹亚光, 曾凡锁. 水曲柳FmCCoAOMT基因在木质素合成及非生物胁迫中的功能分析[J]. 植物研究, 2023, 43(5): 768-778.

Chaoran SHAN, Xiaohu CHEN, Yunfei DING, Wei ZHAO, Han LU, Shangzhu GAO, Fenghui QI, Yaguang ZHAN, Fansuo ZENG. Functional Analysis of FmCCoAOMT Gene in Fraxinus mandshurica During Lignin Synthesis and Abiotic Stress[J]. Bulletin of Botanical Research, 2023, 43(5): 768-778.

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参考文献 37

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水曲柳FmCCoAOMT基因在木质素合成及非生物胁迫中的功能分析

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