全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(10): 16661673 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家科技部重大基础研究前期研究专项(2003CCA03500), 国家自然科学基金项目(30570990)和国家高技术研究发展计划(863计划)项
目(2007AA10Z193)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 朱延明, E-mail: ymzhu2001@neau.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: lagow@163.com
Received(收稿日期): 2010-02-10; Accepted(接受日期): 2010-05-24.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.01666
野生大豆胁迫应答膜联蛋白基因的克隆及胁迫耐性分析
王 希 李 勇 朱延明* 柏 锡 才 华 纪 巍
东北农业大学生命科学学院, 黑龙江哈尔滨 150030
摘 要: 野生大豆对非生物胁迫具有优良的抗性, 是研究胁迫机制、挖掘抗性基因的理想材料。以耐盐野生大豆为
试材, 利用前期获得的盐胁迫基因芯片杂交结果和 EST 数据库, 筛选出 1 个响应胁迫的 3-EST, 序列分析表明, 该
EST编码膜联蛋白(annexin, ANN)。通过改进的 5-RACE获得了该基因的完整编码区, 翻译产物与拟南芥膜联蛋白的
相似性为 57%, 将该基因命名为 GsANN。GsANN基因的翻译产物具有膜联蛋白家族特征性的结构域, 无强烈的亲水
/疏水性, 无信号肽, 无跨膜结构域, 与已报道的植物 ANN 蛋白一致。亚细胞定位结果表明 GsANN 蛋白在细胞内聚
集于质膜附近。GsANN基因在野生大豆叶中受盐及干旱胁迫的诱导, 超量表达 GsANN基因的拟南芥对盐胁迫和干旱
胁迫的敏感性提高, 揭示了该基因与植物抗性间的关系。
关键词: 野生大豆; 干旱胁迫; 盐胁迫; 膜联蛋白; GsANN
Cloning and Tolerance Analysis of GsANN Gene Related to Response on Stress
in Glycine soja
WANG Xi, LI Yong, ZHU Yan-Ming*, BAI Xi, CAI Hua, and JI Wei
College of Life Sciences, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China
Abstract: Abiotic stresses, such as salt and drought, affect plant growth, development and reduce crop yield. Glycine soja is an
excellent material to clone abiotic stresses related genes because of its high stress tolerance. In previous work, an EST database
was constructed using a salt-tolerant variety of G. soja, and a gene expression profile was also obtained by microarray hybridiza-
tion. Expression of all G. soja ESTs was analyzed, and one 3-EST was found to be induced by stress, representing an annexin
(ANN) gene, a widely-existing super family which has been found to respond to some kinds of abiotic stresses and plays roles in
many important cellular processes including membrane formation, regulation of ion channels, signal transduction and so on.
Complete coding sequence of this annexin gene was obtaind with developed 5-RACE and named as GsANN. Translation product
of GsANN had 57% similarity with ANN4 of Arabidopsis thaliana. GsANN had three ANN domains, with moderate hydropho-
bicity/hydrophilicity, and no signal peptide or transmembrane segment, which was consistent with other ANNs of other plants.
Localization of GsANN protein was analyzed by transient expression in tobacco epidermis cells and the result showed that
GsANN localized around plasma membrane unevenly and might form oligomers. Semi-quantitative RT-PCR showed the expres-
sion level of GsANN was induced by drought and salt stresses in G. soja leaf. Arabidopsis thaliana plants overexpressing GsANN
showed lower survival rate and higher sensitivity under both salt and drought stresses. GsANN is a novel ANN gene and is closely
related to salt and drought stresses, so it can either be used as a new resource in gene engineering on stress tolerance or be further
studied to provide more information for the researches on the mechanism of stress tolerance in plant.
Keywords: Glycine soja; Drought stress; Salt stress; Annexin; GsANN
高盐、干旱等非生物胁迫会抑制植株生长, 影
响农作物产量和品质。通过基因工程手段改良作物
的耐胁迫能力是一高效途径。植物的非生物胁迫反
应是一系列基因参与的复杂过程, 已有越来越多的
胁迫应答基因被发现[1-8]。然而, 更多胁迫应答基因
与耐逆性的关系及其作用机制仍然有待进一步研
究。野生大豆是具丰富耐逆基因的资源, 其中大部
分基因尚未被克隆和分析, 是克隆耐逆基因的理想
第 10期 王 希等: 野生大豆胁迫应答膜联蛋白基因的克隆及胁迫耐性分析 1667


材料。
膜联蛋白(annexin, ANN)家族又称 Ca2+依赖性
磷脂结合蛋白(Ca2+-dependent phospholipid binding
proteins), 具有由 2~5段 α-螺旋组成的 ANN结构域[9],
广泛存在于除酵母外的真核生物中, 具有多种重要
作用[9-14]。自 1989年 Boustead等[15]首次纯化出植物
膜联蛋白起 , 人们开始关注植物膜联蛋白的研究 ,
2000年 Hofmann等[16]首次阐明了辣椒的 Annexin24
(Ca32)的三维结构。目前 ANN与植物胁迫反应的关
系也已经引起部分研究人员的关注, 在一些植物中
已经发现了某些响应非生物胁迫的 ANN基因[17-19]。
本研究室前期已建立耐盐野生大豆的 EST 库, 并利
用基因芯片获得该野生大豆在盐、干旱、低温早期
的基因表达谱[20]。本研究根据表达谱信息, 从 EST
库中选出 1 个响应盐和干旱胁迫的 ANN 类 3-EST,
通过 5-RACE 克隆了基因的完整编码区 , 命名为
GsANN (GenBank 登录号为 GU474544); 分析了基
因在野生大豆中的表达特性, 并通过基因在拟南芥
中的超量表达分析了基因对植物胁迫耐性的影响。
1 材料与方法
1.1 试验材料
野生大豆品种为耐盐材料 50109, 拟南芥生态
型为 Columbia-0, 烟草品种为本氏烟。野生大豆 EST
数据库由本研究室构建; 野生大豆胁迫下的基因表
达谱通过与 Affymetrix 大豆基因表达分析芯片杂交
获得。大肠杆菌为 DH5α, 用于拟南芥遗传转化的根
癌农杆菌为 LBA4404, 用于烟草表皮浸润的根癌农
杆菌为 EH105。分子生物学试剂购自 TaKaRa公司。
本文中涉及的引物序列为: 用于 5-RACE 的接头
(adaptor): AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTGGC
CATTACGGCCGGG; 根据 adaptor设计的 5-锚定引
物(5-anchor primer, 5-AP) 5-AP1: AAGCAGTGGT
ATCAACGCAGAGT, 5-AP2: GTGGTATCAACGC
AGAGTGGC, 5-AP3: GGCCATTACGGCCGGG; 用
于 5-RACE 的基因特异引物(gene specific primer,
GSP) GSP-RT: CCTCCTCTAACAATCAAG, GSP1:
CTAACAATCAAGTTTAGCAAGAAATCC, GSP2: C
CTCTAGCAACCTATTCAACTTTCTG, GSP3: AGA
TTATGGAACTCTGCCTTTATGTC; 用于完整编码
区克隆的全长引物 (画线处为起始及终止密码子 )
CDS-sense: ATGGCTTTCAATCAAGAGTTAGAAG
CTG, CDS-anti-sense: AATTTCTTCAATTAGCCTC
CTCTAACAATC; 用于半定量 RT-PCR 的引物
(GsANN 引物扩增范围为自起始密码子起第 828 至
934 bp, 扩增长度 107 bp) GsANN-sense: AGACA
TAAAGGCAGAGTTCCATAATC, GsANN-anti-sense:
TAACAATCAAGTTTAGCAAGAAATCC, Actin-sen-
se: GAAGATGGCAGACGCTGAGGAT, Actin-anti-
sense: ACGACCTACAATGCTGGGTAACAC。
1.2 胁迫应答膜联蛋白类 EST的筛选及分析
根据前期的芯片杂交结果分析野生大豆 EST在
不同胁迫早期的表达变化情况, 从 EST 库中初步筛
选出响应胁迫的 EST; 再根据芯片探针组的注释信
息, 及候选 EST的 BlastX比对结果, 推断 EST所代
表的基因类型, 选取代表膜联蛋白类的 EST 进行基
因克隆。根据 BlastX结果推断编码区的完整性。
1.3 5-RACE及全长序列的获得
利用 5-RACE 方法扩增目的基因的未知部分,
具体操作方法参见《分子克隆实验指南》[21]。核酸
片段的测序由北京华大基因公司完成。根据表达谱
信息, 选取目的基因表达量最高的野生大豆幼苗叶
片, 用 Trizol试剂提取总 RNA。根据目的 EST设计
基因特异引物 GSP, 其中 GSP-RT 用于逆转录 ,
GSP1~3 用于 PCR 反应; 根据接头 Adaptor 设计 5-
锚定引物 AP。将各 GSP与不同的 AP搭配进行巢式
PCR, 扩增基因的未知片段。
将 RACE 产物的测序结果与原 EST 序列拼接,
通过 BlastX和 ORF finder确定编码区的完整性, 在
拼接序列两端设计全长引物, 用野生大豆总RNA制
备全长 cDNA作为通用模板进行 PCR扩增。对扩增
产物的测序结果进行 BlastX分析和ORF预测, 以验
证拼接结果并分析编码区的完整性。
1.4 基因产物的生物信息学分析
将所得基因的编码产物在 NCBI 网站进行
BlastP, 下载 Subjects氨基酸序列, 用 Clustal X软件
(Ver. 1.81, European Bioinformatics Institute开发)进
行多重比对, 并构建进化树。用 DNAman 预测基因
产物长度、分子量、等电点、疏水性与跨膜结构。
利用 EBI 的 InterProScan 软件分析基因产物中的保
守结构域。
1.5 基因产物的细胞内定位分析
将 GsANN与 pCAMBIA-1302 (GenBank登录号
为 AF234298)连接, 构建成组成型表达 GsANN-GFP
融合蛋白的植物瞬时表达载体 pGANN (图 1)。将
pGANN 转化至根癌农杆菌 EH105, 利用农杆菌浸
润法[22]将 pGANN 转化至本氏烟表皮细胞, 用激光
共聚焦显微镜观察蓝光下的绿色荧光信号。
1668 作 物 学 报 第 36卷


图 1 植物瞬时表达载体 pGANN的 T-DNA部分
Fig. 1 T-DNA of transient expression vector pGANN

1.6 野生大豆中基因的表达特性分析
用与表达谱分析相同的胁迫方法[20]对 4周龄的
野生大豆幼苗分别进行低温(4 )℃ 、干旱(用含 30%
PEG的低渗溶液模拟)、盐(100 mmol L1 NaCl)胁迫
处理, 在处理之前(0 h)及处理后 0.5、1、3和 6 h, 分
别提取幼苗根及第一片三出复叶的总 RNA, 进行半
定量 RT-PCR, 通过琼脂糖凝胶电泳观察结果。以野
生大豆 Actin基因作为内参基因。
1.7 超量表达与基因的胁迫耐性分析
将 GsANN 基因连接在本实验室前期构建的载
体卡盒 pBHT-5[23]中 , 使基因位于组成型启动子
CaMV35S下游, 以卡那霉素抗性基因 Npt II为筛选
标记, 构建成植物超量表达载体 pHANN (图 2)。将
pHANN 转化至根癌农杆菌 LBA4404, 利用花序浸
蘸法(floral dip method [24])对拟南芥进行转化, 通过
连续 3代的卡那霉素筛选、PCR检测及 RT-PCR检
测 , 确定超量表达目的基因的转基因株系 , 称为
GsANN-OXP。将 GsANN-OXP 种子与野生型(wild
type, WT)种子分别播种于含中等强度盐胁迫(100
mmol L1 NaCl)、干旱胁迫(用含 200 mmol L1甘露
醇的低渗培养基模拟)及正常的 1/2 MS 固体培养基
上, 2周后观察种子萌发及幼苗生长情况, 试验重复
3 次, 每次播种 32 株。将萌发后能展开绿色子叶的
幼苗记为成活幼苗, 计算 3个株系幼苗成活率的平
均值, 与野生型比较, 通过双尾 t检验分析差异显著
性。其中, 成活率=(成活幼苗数/播种数)×100%。

图 2 植物超量表达载体 pHANN的 T-DNA部分
Fig. 2 T-DNA of overexpression vector pHANN
2 结果与分析
2.1 目的 EST的确定及序列分析
根据基因表达谱, 从野生大豆盐胁迫 EST 库中
筛选出了 1个应答盐和干旱胁迫的 EST, 即 PTE-234
(GenBank 登录号为 DT083046), 长度为 186 bp;
BlastX 比对结果表明该 EST 编码膜联蛋白(annexin,
ANN), 且包含基因编码区的完整 3末端。
2.2 GsANN全长序列的获得
2.2.1 通过 5-RACE 获得未知部分序列 根据
PTE-234 的序列, 设计了 GSP 共 4 条, 引物名称及
序列见 1.1。将 5-AP1~3与 GSP1~3搭配, 通过巢式
PCR进行 5-RACE, 最后一轮巢式 PCR结果见图 3。
经过 3轮巢式 PCR, 利用GSP3 + 5-AP3引物对扩增
出 3条条带, 回收其中最长的一条测序, BlastX结果
显示这段序列编码 ANN 类蛋白, 包含编码区 5末
端。序列与 PTE-234能够拼接(图 4), 重叠部分一致
性约 95.56% (43 bp/45 bp), 表明此片段为目的基因
未知部分。

图 3 5-RACE最后一轮巢式 PCR结果
Fig. 3 Result of the last nest-PCR of 5-RACE
M: DNA marker DL2000; 1: GSP3 + 5-AP3引物对扩增结果;
2: GSP3单引物扩增结果; 3: 5-AP3单引物扩增结果。
M: DL2000 marker; 1: GSP3 + 5-AP3 as primers; 2: GSP3 as
primer; 3: 5-AP3 as primer.

2.2.2 通过序列拼接及 PCR扩增获得全长序列
将 PTE-234 与 5-RACE 所得片段的序列拼接,
进行 BlastX及ORF分析, 结果均表明拼接所得序列
包含目的基因 GsANN的完整编码区。在预测出的编

图 4 5-RACE所得序列与 PTE-234的拼接结果
Fig. 4 Assembly of 5-RACE result and PTE-234

第 10期 王 希等: 野生大豆胁迫应答膜联蛋白基因的克隆及胁迫耐性分析 1669



图 5 GsANN完整编码区的 PCR结果
Fig. 5 PCR of complete coding sequence of GsANN
M: DNA marker DL2000; 1: 模板为通用模板; 2: 模板为水。
M: DL2000 marker; 1: universal cDNA as template; 2: H2O as
template.

码区两端设计全长引物, 通用模板进行 PCR 扩增,
得到略小于 1 000 bp的条带(图 5)。PCR产物测序结
果与拼接结果一致性为 90.54%, 表明拼接结果正确
并通过 PCR 得到了修正。BlastX 结果(图 6)表明通
过 RACE 和 PCR 获得了 GsANN 的完整编码区, 长
度为 945 bp, 编码产物与拟南芥 ANN4 相似性为
57%, 与其他植物中的 ANN 蛋白相似性不超过 65%,
是一个全新的基因。
2.3 GsANN蛋白产物的生物信息学分析
将GsANN编码区翻译成蛋白质, 对其进行生物
信息学分析, 以分析基因编码产物 GsANN的性质。
2.3.1 GsANN 与已知 ANN 的比较 用 GsANN
进行 BlastP比对, 下载结果中的 Subject蛋白质序列,
用 Clustal X 进行多重比对, 生成 GsANN 与已报道
的 ANN 序列相似性的进化树(图 7)。与 GsANN 相
似的蛋白质来自多个物种, 其中与 GsANN 相似性
最高的是蓖麻中的预测 ANN 蛋白、拟南芥 ANN4
及玉米的 ANN RJ4。此进化树中, 来自同一物种的
不同ANN序列相似性并不高, 一些来自不同物种但
属于同一类的 ANN 却具有较高的相似性 , 表明
ANN 的保守性与蛋白质类型的关系密切。虽然
GsANN与拟南芥的 ANN4相似性较高, 但 ANN是一
个庞大的蛋白质超家族, 而目前已报道的植物 ANN
蛋白数量较少, 其中许多成员所属类别也并不明确,
因此暂时还无法确定 GsANN在家族中的地位。
2.3.2 GsANN 的物理性质及结构域分析 根据
DNAman的分析结果, GsANN蛋白长度为 314个氨
基酸残基, 分子量约 36 028.9 Da, 等电点约为 8.3,
无强烈的亲水/疏水性, 无跨膜结构, 无信号肽, 均
与已报道的 ANN蛋白一致。InterProScan分析结果
(图 8)表明, GsANN具有 ANN蛋白的保守结构域。
植物 ANN蛋白中的 ANN结构域个数在 2~4个不等,
GsANN 中含有 3 个 ANN 结构域, 与拟南芥 ANN4
相同。
2.4 GsANN蛋白的细胞内定位
瞬时表达 GFP蛋白的烟草表皮细胞中 (图 9),
荧光信号在细胞周围及细胞核处均有分布, 而瞬时
表达 GsANN-GFP 融合蛋白的细胞中, 荧光信号只
出现在细胞周围即细胞膜的位置, 并呈不连续且聚
集的状态, 表明 GsANN定位于细胞膜处, 且并非均
匀地结合于膜上, 而是结合在某些特定的位置。
2.5 野生大豆中 GsANN的表达特性分析
通过半定量 RT-PCR, 分析了低温、干旱、盐胁迫
下野生大豆根和叶中GsANN表达水平的变化, 胁迫处
理强度及时间点设置均与芯片杂交样品制备时相
同[20], 以 Actin为内参基因, 结果见图 10。在各处理下
的野生大豆根中以及低温胁迫的叶中几乎检测不到
GsANN, 而在野生大豆叶中, 干旱(PEG)和盐(NaCl)胁
迫均诱导了 GsANN 的表达。其中在干旱胁迫下 ,
GsANN的丰度随胁迫时间的延长而上升, 与野生大豆
叶片的萎蔫程度变化趋势一致; 在盐胁迫下, GsANN
的丰度在 1 h达到最高, 之后又几乎检测不到。不同部
位、不同条件下 GsANN表达水平的差异表明基因以不
同的方式参与植物对不同胁迫的反应。
2.6 GsANN的胁迫耐性分析
构建了 GsANN 的植物超量表达载体 pHANN
(图 2), 通过农杆菌介导的遗传转化及连续的卡那霉
素筛选、PCR 检测和 RT-PCR 检测, 获得了超量表
达 GsANN基因的拟南芥株系(图 11和图 12)。

图 6 GsANN编码区的 BlastX结果
Fig. 6 BlastX result of coding sequence of GsANN
1670 作 物 学 报 第 36卷


图 7 GsANN与已知 ANN蛋白序列相似性的进化树
Fig. 7 Phylogenetic tree of similarity of GsANN and reported ANNs

图 8 GsANN的结构域分析结果
Fig. 8 Domains of GsANN predicted by InterProScan

图 9 GsANN的细胞内定位分析结果
Fig. 9 Subcellular localization analysis of GsANN
第 10期 王 希等: 野生大豆胁迫应答膜联蛋白基因的克隆及胁迫耐性分析 1671



图 10 低温、干旱及盐胁迫下野生大豆中 GsANN的表达特性
Fig. 10 Expression patterns of GsANN in G. soja under cold, drought and salt stresses


图 11 转化 pHANN的拟南芥抗性植株的 PCR检测结果
Fig. 11 PCR detection of Arabidopsis plants transformed by
pHANN
M: DNA marker DL2000; 1: 水对照; 2: 阴性对照(野生型); 3: 阳
性对照(质粒 pHANN); 4~8: 抗性植株。
M: DL2000 marker; 1: H2O as template; 2: DNA of wild type plants
as template; 3: pHANN as template; 4–8: DNA of different trans-
genic plants as template.

将转基因及野生型拟南芥分别播种于造成干旱
(200 mmol L1甘露醇)、盐(100 mmol L–1 NaCl)胁迫
及正常的培养基(1/2 MS)上, 2周后幼苗的生长情况
及成活率见图 13和图 14。
在正常的培养基上, 转基因幼苗(GsANN-OXP)
与野生型幼苗(WT)成活率均接近 100%且无显著差
异(P=0.643>0.05), 且生长状态无可见差异, 表明
GsANN基因的超量表达不影响植株的成活与正常生
长。在干旱胁迫下, WT幼苗的成活率约为 79.2%, 而

图 12 转基因拟南芥株系的 RT-PCR检测
Fig. 12 RT-PCR detection of transgenic Arabidopsis lines
M: DNA marker DL2000; 1: 水对照; 2: 阴性对照 I (野生型植株
基因组); 3: 阴性对照 II (野生型植株 cDNA);
4: 阳性对照(质粒 pHANN); 5~7: 转基因株系。
M: DL2000 marker; 1: H2O as template; 2: DNA of wild type plants
as template; 3: cDNA of wild type plants as template;
4: pHANN as template; 5–7: cDNA of different lines as template.

GsANN-OXP幼苗的成活率仅有 36.5%, t检验结果表
明与野生型差异极显著 (P =0 .001 <0 .01 ) , 表明
GsANN基因的超量表达降低了植株在干旱胁迫下的
成活率; 而且成活的 GsANN-OXP 幼苗在子叶展开
后无法继续长出真叶(图 13)。在盐胁迫下, WT幼苗
的成活率约为 94.8%, GsANN-OXP幼苗的成活率为
68.8%, 二者差异极显著 (P=0.0002<0.01), 表明


图 13 干旱、盐胁迫对转基因及野生型拟南芥幼苗生长的影响
Fig. 13 Effects of drought and salt stresses on transgenic and wild-type Arabidopsis seedlings
GsANN-OXP: GsANN超量表达株系; WT: 野生型拟南芥。
GsANN-OXP: transgenic Arabidopsis line overexpressing GsANN; WT: wild type of Arabidopsis.
1672 作 物 学 报 第 36卷


图 14 不同条件下转基因及野生型拟南芥幼苗的成活率
Fig. 14 Survival rate of GsANN-OXP and wild-type Arabidop-
sis seedlings under different conditions
转基因幼苗成活率为 3个株系平均值。比较每种条件下
GsANN-OXP与 WT的成活率, 相同小写字母表示差异不显著
(P>0.05), 不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。
Data are the mean of three lines of GsANN-OXP which were com-
pared with WT under each condition. Bars with insignificant dif-
ference are denoted with identical lowercase letters (P>0.05), and
that with very significant difference (P<0.01) are denoted with
different capital letters.

GsANN基因的超量表达也降低了植株在盐胁迫下的
成活率; 而且从图 13中可以看出 GsANN-OXP幼苗
生长受到抑制的程度比野生型严重。此结果表明
GsANN的超量表达降低了拟南芥幼苗对干旱和盐胁
迫的耐性。
3 讨论
膜联蛋白通过与磷脂的结合及与钙离子的相互
作用而参与多种与膜有关的过程, 包括膜结构的形
成及其稳定性的维持、细胞内钙离子浓度的调节、
调节膜上的离子通道或作为离子通道控制膜对离子
的透过性等, 并参与胞吞与胞吐作用、信号传导、
自由基清除、DNA 复制、细胞凋亡等过程[9-14], 但
关于植物膜联蛋白与胁迫耐性关系的研究还比较
少。
本研究根据 GsANN 的 BlastX 结果 , 以及
GsANN的 BlastP结果, 可确定基因的编码产物属于
ANN即膜联蛋白超家族。GsANN的亲/疏水性等特
征均与已报道的 ANN 蛋白一致, 细胞定位也表明
GsANN 定位到质膜上 , 符合 ANN 类蛋白质特
征[9-10,16,25]; GsANN 具有 3 段 ANN 结构域, 与拟南
芥 ANN4 一致。由于已报道的植物 ANN 蛋白数量
较少且分类信息不足, 暂无法确定 GsANN 在 ANN
超家族中的地位。
目前已有少数研究表明 ANN 类基因响应非生
物胁迫。Cantero 等[17]发现拟南芥中大部分 annexin
基因的表达受盐、干旱、高温及低温胁迫的诱导 ;
Ghislain 等[18]在耐寒型小麦中发现 2 种响应低温胁
迫且不依赖 Ca2+的膜联蛋白; Chandran 等[19]在苜蓿
中发现响应铝胁迫的 ANN 基因。GsANN 在野生大
豆叶中的表达水平受干旱和盐胁迫的诱导, 而不响
应低温胁迫, 表明 GsANN基因参与叶片对干旱和盐
胁迫的反应, 但不参与叶片对低温胁迫的反应。此
结果与 Cantero 等 [17]在拟南芥中的研究结果以及
Ghislain 等[18]在小麦中的研究结果不完全一致, 表
明膜联蛋白的表达调控因物种而异。
本研究中, 超量表达GsANN的转基因拟南芥幼
苗在干旱和盐胁迫下的受害程度均高于野生型幼苗,
表明 GsANN 的超量表达可降低转基因植株对干旱
和盐胁迫耐性。GsANN在干旱胁迫下表达水平随胁
迫时间延长而升高, 这与植株受害程度的变化趋势
一致, 因此干旱胁迫有可能通过影响 GsANN的表达
水平而对植株造成伤害, 但 GsANN表达水平的上升
也有可能是干旱胁迫伤害的结果; 盐胁迫下表达水
平升高后又回落, 表明野生大豆在盐胁迫下有多种
因子对 GsANN的表达水平进行调控, 而这些调控机
制有可能与该品种野生大豆对盐胁迫的耐性有关。
本研究所获得的基因 GsANN 为野生大豆中应答盐
和干旱胁迫的基因, 且基因的超量表达影响了转基
因植株对盐和干旱胁迫的耐性, 因此该基因与盐和
干旱胁迫密切相关。通过抑制基因的表达水平, 或
者对基因产物的活性进行调控 , 有望提高植物对
盐、干旱胁迫的耐性。
4 结论
从野生大豆中克隆了一个全新的膜联蛋白基因
GsANN。基因与干旱及盐胁迫密切相关, 受干旱和
盐胁迫的诱导且有不同的响应方式, 基因的超量表
达降低转基因幼苗对干旱和盐胁迫的耐性。
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