破译黄瓜中的ATG6基因及其启动子，以增强植物对非生物胁迫的耐受性，并促进胁迫响应性转基因的表达

《Transgenic Research》：Deciphering the cucumber ATG6 and its promoter to enhance abiotic stress tolerance and drive stress-responsive transgene expression in plants

　　黄瓜CsATG6基因及其启动子通过异源表达可增强拟南芥耐旱、耐盐及氮饥饿能力，并提高高盐胁迫存活率。该基因启动子包含响应ABA、SA及多种非生物胁迫的顺式作用元件，其中发现一个ABA抑制元件并经突变验证。该基因及其调控元件在双子叶作物（如木薯）中具有应用潜力。

　　

摘要

培育具有更强抗逆性的气候适应型植物，以提高其对干旱和盐碱等非生物胁迫的耐受能力，对于减轻气候变化对农业的影响至关重要。一种有前景的方法是在适当的调控元件下异源表达应激响应基因。在这项研究中，我们评估了黄瓜（Cucumis sativus）中的CsATG6基因通过异源表达来提高非生物胁迫耐受性的潜力，并研究了其启动子在双子叶植物中驱动转基因表达的效用。在Arabidopsis中过表达CsATG6基因可增强幼苗在缺氮、干旱和盐胁迫条件下的根系生长，并提高高盐处理后的存活率，这表明其在耐逆作物开发中的潜在应用价值。我们克隆并分析了CsATG6基因的启动子，以寻找对环境刺激、激素和发育信号具有响应的cis作用元件。将一系列5’缺失片段与GUS报告基因融合，并在Arabidopsis、烟草叶片和木薯愈伤组织中进行了多种处理下的测试，包括水杨酸（SA）、脱落酸（ABA）、干旱、盐胁迫和氮饥饿。在测试的构建体中，pCsATG6::GUS-1027和pCsATG6::GUS-512在ABA、SA及多种非生物胁迫条件下表现出强烈的诱导性表达。此外，通过定点突变技术鉴定并验证了启动子中存在一个ABA抑制元件。这些发现共同表明，CsATG6基因是通过异源表达增强耐逆性的一个有价值的候选基因，其启动子片段可作为某些双子叶植物（包括经济作物如木薯）中转基因表达的应激和激素响应调控元件。