一个水稻铜锌SOD酶基因在应答亚砷酸盐胁迫中的作用

窦玲玲 胡海超 马龙 柯笑楠 刘明月 练旺民 金珂 谢玲娟 刘庆坡



一个水稻铜锌SOD酶基因在应答亚砷酸盐胁迫中的作用

窦玲玲 胡海超 马龙 柯笑楠 刘明月 练旺民 金珂 谢玲娟 刘庆坡*

(浙江农林大学 农业与食品科学学院, 杭州 311300；*通讯联系人, E-mail: liuqp@zafu.edu.cn)

【目的】水稻基因编码一个铜锌SOD酶，但其在响应亚砷酸盐[As(Ⅲ)]胁迫中的生物学功能未知。本研究旨在深入揭示由该基因调控水稻砷耐性改变的分子机理并为水稻抗逆育种提供理论参考。【方法】以野生型日本晴(WT)和2个过表达转基因株系为试材，通过胁迫处理、生理指标测定和基因表达分析等，系统探究了转基因植株对As(Ⅲ)的耐受性表现，并初步揭示了其调控水稻砷耐性的生理和分子机理。【结果】与WT相比，过表达转基因株系对As(Ⅲ)更加敏感；转基因植株在砷胁迫下的根系相对伸长量、生物量(干质量)、叶绿素含量、根系细胞质膜完整性、叶片抗氧化程度等均显著低于WT；在砷处理后的WT和转基因植株叶片中的表达模式略有不同，但均表现为处理24 h时被显著诱导表达。【结论】过度表达基因可导致水稻的砷耐受性极显著下降。

水稻；铜锌SOD；亚砷酸盐；转基因；生理机理；基因表达

砷在自然界分布广泛，对动植物和人类具有强烈毒害作用[1]。长期以来，由于含砷农药和化肥等的大量施用，导致受砷污染土壤面积不断增加，污染程度逐年加剧，严重威胁动植物生产和人类健康。据报道，目前全世界范围内有近1.5亿人正遭受慢性砷中毒危害，其中，南亚和东南亚地区包括中国是受砷毒害最为严重的区域之一[2]。……