文献类型： 中文期刊

作者： 李 和超 ¹ ; 李 莉 ² ; 韩 雪松 ² ; 陈 宏伟 ² ; 刘 昌燕 ² ; 沙 爱华 ¹ ;

作者机构： 1.长江大学农学院/农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室（部省共建）/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心

2.湖北省农业科学院粮食作物研究所/粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室/农业农村部作物分子育种重点实验室

关键词： 蚕豆;VfSAMS2;抗旱;乙烯;多胺;抗氧化系统

期刊名称：

ISSN： 2095-1191

年卷期： 2025 年 56 卷 3 期

页码： 731-741

摘要： 目的分析蚕豆S-腺苷甲硫氨酸合成酶（SAMS）基因（VfSAMS2）抗旱功能，为蚕豆耐旱品种选育及植物耐旱性的分子机制解析提供理论参考。方法基于蚕豆干旱胁迫转录组信息，从中筛选出响应干旱胁迫的VfSMAS2基因，利用病毒表达载体在烟草中超量表达VfSMAS2基因，通过盆栽试验模拟自然干旱胁迫，观察VfSAMS2过表达烟草株系的抗旱表型，并测定干旱胁迫处理前后离体叶片失水率、脯氨酸（PRO）和丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性、乙烯合成前体1-氨基环丙烷羧酸（ACC）、腐胺（Put）、亚精胺（Spd）和精胺（Spm）的含量，以及SAMS参与调控的1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶（ACO）、S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶（SAMDC）、亚精胺合成酶（SPDS）、精胺合成酶（SPMS）、多胺氧化酶（PAO）等乙烯和多胺合成途径相关基因的表达情况。结果以蚕豆种子cDNA作模板PCR扩增得到长度为1173 bp的VfSAMS2基因编码区（CDS），连接至病毒表达载体PVX-LIC后转化根癌农杆菌GV3101。将含有PVX-LIC-VfSAMS2质粒的根癌农杆菌GV3101菌液用注射器注射入烟草叶片背面，同时以转空载体（PVX-LIC）的根癌农杆菌GV3101菌液注射叶片作为对照，通过完全失水法模拟干旱处理。在干旱胁迫10 d时发现转空载体烟草叶片发黄，严重萎蔫；而VfSAMS2过表达烟草叶片仅底部叶片轻度萎蔫。在干旱胁迫下，VfSAMS2过表达烟草离体叶片失水率在室温放置1.0 h后极显著低于转空载体烟草（P<0.0001）。在干旱胁迫10 d时VfSAMS2过表达烟草叶片中MDA含量与转空载体烟草无显著差异，VfSAMS2过表达烟草叶片中PRO含量较转空载体烟草显著降低56.7%（P<0.05，下同），POD活性较转空载体烟草显著提高154.2%。干旱胁迫处理10 d时，VfSAMS2过表达烟草中ACC含量较转空载体烟草显著降低66.69%，Put和Spm含量分别较转空载体烟草显著提高71.51%和32.53%。VfSAMS2过表达烟草中ACO基因相对表达量较转空载体烟草显著降低64.7%，SAMDC、SPMS和PAO基因相对表达量较转空载体烟草分别显著上调24.3%、133.5%和43.3%。结论VfSAMS2过表达烟草通过减少乙烯合成、增加Spm的积累和氧化分解、增强POD活性从而提高烟草的耐旱性。