野生潘那利番茄一个渐渗系上耐盐基因的克隆和功能分析

Xinjiang is one of the regions in China which is affected by saline-alkine soil , this is the main factor restricting the crop production. Although ordinary tomato is sensitive to salt, the wild tomato resources have salt-tolerant genes and showed brighter future. This study, based on previous ones, aims to confirm the salt tolerant gene through analyzing salt-stress regulating mechanism in seedling stage of tomato. Wild tomato S. pennellii LA716 salt tolerant introgression line IL 7-5-5 and salt sensitive recipient parent cultivation tomato M82 will be used as materials. Firstly, chromosome segments will be confirmed by bioinfomatics, then the transcription, signal transduction and cell differentiation processes of candidate genes under the salt-stress condition will be detected using RT-PCR .then, regulation mechanism of tomato seedling period response under salt-stress will be analyzed and salt tolerant genes will be confirmed .At the end,Cloning and sequencing the target genes through cloning vector, analyzing the structure and functions of target gene, BLAST the sequences with the cultivated tomato S. lycopersicum H1706 will be done. The SNP, InDel molecular markers referring to the mutant locus of the salt-tolerant gene will be developed , then theoretical and practical evidences for the modifying salt-tolerant tomato and salt-tolerant analysis on tomato seedling stage will be provided.

新疆是我国盐碱地主要的分布区之一，土壤盐碱问题已经日益成为限制作物生产的主要环境因素。普通番茄通常表现对盐敏感，而野生资源为番茄耐盐育种展示了良好前景，具有潜在应用价值的基因。本项目拟在前期研究的基础上，以野生番茄S. pennellii LA716的耐盐渐渗系IL7-5-5及盐敏感的受体亲本栽培番茄M82为材料，首先通过生物信息学确认候选基因的染色体区段，然后利用RT-PCR技术检测候选基因在盐胁迫条件下的转录表达，从转录、信号传导及细胞分化等生物进程，分析番茄苗期响应盐胁迫的调控机理，进行耐盐目标基因的确认。再通过构建克隆载体将目标基因进行克隆测序，分析目标基因的结构与功能，参照已测序的栽培番茄S. lycopersicum H1706全基因组序列，进行序列比对，根据目标耐盐基因的突变位点开发SNP、InDel等分子标记，为番茄苗期耐盐改良和耐盐机理分析提供重要的理论指导和实践依据。

新疆是我国盐碱地主要的分布区之一，土壤盐碱问题已经日益成为限制作物生产的主要环境因素。普通番茄（S. lycopersicum）通常表现对盐敏感，而野生资源材料为番茄耐盐育种展示了良好前景，具有潜在应用价值的基因。. 本项研究利用苗期耐盐渐渗系IL7-5-5与苗期盐敏感的遗传背景材料M82，通过前期研究，将番茄苗期耐盐主效基因Stq7b定位在CAPS标记U231219和TG418之间0.52cM区段内，以ITAG（International Tomato Annotation Group）已公布的番茄SL2.40序列信息，在SGN网站BLAST检索标记探针TG418和U231219所对应的scaffold序列区间，用softberry网站的FGENESH软件预测这段序列所包含的基因，预测到27个候选基因。通过半定量RT-PCR分析，检测到8个差异表达的基因。将8个差异表达的基因进一步通过生物信息学分析，确定了2个候选基因Solyc07g005440和Solyc07g005520，通过PCR扩增这2个基因的全长，链接pMD19-T克隆载体，进行克隆测序。结果显示：候选基因Solyc07g005440的全长为2568个核苷酸，编码854个氨基酸；候选基因Solyc07g005520的全长为1326个核苷酸，编码440个氨基酸。通过进一步的蛋白结构及功能分析，发现候选基因Solyc07g005440存在跨膜区；而Solyc07g005520不存在跨膜区，处在细胞膜外。由于耐盐基因只有存在跨膜结构，才能调节细胞膜内外的离子浓度，保护和调节膜结构的完整性和生理活性。所以初步判断候选基因Solyc07g005440就是耐盐目标基因Stq7b。通过DNAMAN软件检测目标基因Solyc07g005440与其等位基因的突变信息，共检测到23个SNP突变位点，其中15个为同义突变，8个为非同义突变。根据这些突变位点，发掘了7个耐盐特异的分子标记。. 通过本项研究，发表研究性论文2篇，投稿SCI论文1篇；获得发明专利授权1项。另外，本项研究所获得的1个耐盐目标基因及7个分子标记，将为下一步该基因的功能研究及利用分子标记进行番茄耐盐品系的选育奠定了基础。