土壤盐碱化是影响农业生产的重要环境因素之一,如何提高作物对盐碱胁迫的耐受能力日渐成为作物遗传育种领域的热点问题。SOS途径主要由SOS1、SOS2和SOS3组成,在植物受到盐碱胁迫时,引发Ca2+信号通路,SOS通路被激活,SOS3结合Ca2+被激活与激酶SOS2形成SOS2-SOS3复合物,并激活下游钠离子转运蛋白SOS1的活性,将钠离子排除胞外,从而调控细胞内离子的平衡。本研究从紫花苜蓿中克隆SOS基因家族成员MsSOS3,并将该基因转入模式植物烟草中,分析MsSOS3基因在植物抗盐碱方面的功能,为研究植物抗盐碱机制提供理论依据,并为紫花苜蓿遗传育种贮备优异基因资源。主要研究结果如下:1.MsSOS3基因的克隆与序列分析根据盐碱胁迫下紫花苜蓿转录组测序序列信息设计克隆引物,通过RT-PCR方法克隆获得MsSOS3基因。该基因全长684 bp,编码227个氨基酸。Blast比对结果显示,MsSOS3与Mt SOS3(Medicago truncatula)和AtSOS3(Arabidopsis thaliana)高度相似,为SOS3同源基因,含有3个保守的EF-hind结构域,属于CBL家族。2.MsSOS3基因对烟草的遗传转化将MsSOS3基因插入含有CaMV35S启动子和筛选基因Bar基因的表达载体pCBM中,并命名为pCBM-MsSOS3。通过农杆菌介导法将MsSOS3基因导入烟草中,对筛选出的抗性植株进行PCR和qRT-PCR检测,结果表明,筛选获得的植株中,9个阳性株系获得了MsSOS3的过表达,其中4号、62号和75号株系中目的基因的表达量最高。3.MsSOS3转基因烟草的耐盐碱性分析对转基因烟草进行盐和盐碱胁迫处理,分析调查转基因烟草的生长情况。在胁迫处理下,转基因植株的叶片仍保持绿色,而野生型植株明显白化。在盐碱胁迫下,转基因烟草的相对电导率、丙二醛、超氧阴离子和过氧化氢含量明显低于野生型,转基因烟草的叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量以及抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性均大幅高于野生型,转基因烟草积累了更高的钾离子,可以维持较高的K+/Na+。综合实验结果表明MsSOS3基因的过表达可以提高转基因烟草对盐碱胁迫的耐受能力。