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MAPK7转基因拟南芥植株鉴定及表型分析

摘要：丝裂原活化蛋白激酶级联信号系统（MAPK）是负责植物胞内信号传递的重要途径。它在生物胁迫和非生物胁迫过程中扮演着重要的角色。截至目前，MAPK基因家族在其他的模式植物中的研究已越发全面，但在草莓中仅局限于生物信息学分析和结构预测，有关草莓FvMAPK基因参与到生物胁迫和非生物胁迫研究较少，本次实验是通过构建的FvMAPK7基因的过表达载体，来侵染拟南芥从而获得转基因植株，并对转基因植株进行鉴定及盐胁迫处理，由此入手初步评价FvMAPK7基因的功能。实验结果表明，FvMAPK7转基因拟南芥的耐盐性得到了增强，其叶片含水量和叶绿素含量的下降幅度较慢，叶片丙二醛（MDA）含量上升的相对较慢。因此，本研究认为FvMAPK7基因具有提高植物耐盐性的能力。

关键词：MAPK盐胁迫草莓

1.前言

由于全球人口的增加，和人们滥用农药以及不合理的施肥灌溉，导致了全球气候发生变化、土壤盐碱化及各种

病原菌的攻击都对植物的生长发育产生了不利影响，这些因为环境对植物生长发育起到不良影响称为胁迫

（Stress）。胁迫有生物胁迫（Bioticstress）（植物受到病毒、真菌等各种微生物攻击）和非生物胁迫

（Abioticstress）（包括干旱胁迫、高低温胁迫、盐碱胁迫等）。植物为了自身正常生长发育的需要则必须要适应这些不良的环境影响，在长期地与这些不良环境做斗争中形成了一套自己的错综复杂但却有用的防御机制。能够感知来自外部环境的信号，通过一系列信号传导途径将信号逐级放大，然后在分子的水平、细胞的水平、和生理水平等多方面对不同的胁迫做出响应以此来保证植物可以正常的生长和发育[1]。植物体中存在很多信号传导途径来抵抗胁迫，但是MAPK级联途径是最重要的一条信号转导途径，主要负责将植物细胞膜上感知到的外部环境信号通过磷酸化作用和去磷酸化作用不断将信号放大，并且传到细胞的内部，靶向激活细胞质和细胞核内的一些效应蛋白，促使相关的基因进行表达，从而达到植物可以在细胞水平、组织水平、器官水平、乃至整个生物体发生做出反应，适应各种的生物胁迫和非生物胁迫[2]。

1.1草莓种质资源和栽培现状

1.1.1种质资源丰富的草莓品种

草莓，属蔷薇科草莓属，多年生草本植物，一般高度为10～40cm左右。叶三出，小叶具短柄，质地较厚，倒卵形或菱形，上面深绿色，几无毛，下面淡白绿色，疏生毛，沿脉较密；叶柄密被开展黄色柔毛[3]。野生的草莓具有多种优良的性状，利用野生的草莓和栽培的草莓进行种间回交可以将野生草莓中的优良抗性带到栽培草莓中，是提高草莓品质的有效方法之一[4]。但是如果杂交物种之间亲缘关系太远就会产生严重的杂交障碍，因此杂交亲本的选择就非常重要。草莓的种质资源十分丰富，被发现的有二倍体品种、四倍体品种、六倍体品种、八倍体品种、十倍体品种，此外，还在自然条件下发现了五倍体品种草莓的存在，只有八倍体凤梨草莓被广泛的栽培[5]。

1.2我国草莓的栽培现状

因为草莓中含有丰富的鞣花酸，长期食用具有清热解毒，美容养颜的作用，被称为“水果皇后”，加上它美味的口感和惹人喜爱的红色，深受我国人民爱戴。据统计，我国是世界上最大的草莓生产和加工出口国，但是目前我国的草莓栽培主要采用的还是在设施内栽培，设施栽培确实可以提高管理的便捷性，但是设施内长时间高温、高湿的环境，极其容易使草莓感染白粉病、炭疽病和灰霉病等[6]。虽然生产上传统的防止方法有一定的效果，但是效果并不是很大，与它所需要的花费的防治成本和造成的环境危害来说更加不值得提倡。因此，在基因水平培育出对逆境胁迫耐受性更强的新型草莓栽培品种对推进我国设施草莓产业发展意义十分重大。[7]。

1.2植物MAPK研究进展

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）级联反应途径是植物在应对各种胁迫时做出反应的一条重要的信号转导途径。

MAPK级联途径由MAPK、丝裂原活化蛋白激酶激酶和丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶三部分蛋白激酶组成，并且MAPK级联途径通过不断磷酸化下游的蛋白激酶构成了一条MAPKKK→MAPKK→MAPK级联反应信号传导途径，这样一条不断磷酸化的信号传导途径可以活化MAPK，然后活化后的MAPK可以磷酸化很多下游的底物，主要有蛋白激酶、细胞凋亡因子

、细胞核受体和转录因子和其他靶点，调控相关的基因进行表达，从而达到应对逆境胁迫的作用[8]。

1.2.1MAPK基因在植物抗生物胁迫中的作用

植物在生长发育的过程会受到生物胁迫，包括一些真菌的攻击、细菌的攻击和病毒的攻击。植物被这些病原菌攻击后，会对此作出相应的应答反应。而MAPK在这些应答反应中有着不可或缺的作用，已经有研究表明在拟南芥、水稻中的基础免疫反应中，MAPK级联反应途径扮演着不可或缺