大豆耐低磷相關(guān)基因GmSPX3的功能分析和互作蛋白的篩選.pdf_第1頁(yè)
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1、作為植物所必須的基本礦質(zhì)元素之一,磷參與了植物的細(xì)胞構(gòu)成以及許多生理生化過(guò)程。盡管土壤中的磷含量不低,但能夠直接被植物利用的有效磷卻很少。因此,發(fā)掘植物自身的遺傳潛力并且培育磷高效利用新品種是非常必要的。在最近關(guān)于植物低磷響應(yīng)的研究中,SPX結(jié)構(gòu)域被發(fā)現(xiàn)。它在植物磷平衡中起到了重要作用,但在大豆中幾乎沒(méi)有報(bào)道。為研究大豆中一個(gè)與擬南芥AtSPX1具有較高同源性的基因—GmSPX3的基礎(chǔ)功能,同時(shí)篩選與其互作的大豆耐低磷調(diào)控相關(guān)基因,本研

2、究進(jìn)行了基因克隆和其他相關(guān)研究,獲得以下主要結(jié)果:
  1.在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中,根據(jù)已知的擬南芥AtSPX1序列進(jìn)行搜索,獲得一條與其具有60%同源性的大豆基因,命名為GmSPX3。GmSPX3總長(zhǎng)度為870 bp,位于大豆第4號(hào)染色體上。生物信息學(xué)分析顯示GmSPX3與擬南芥的SPX具有相同的蛋白結(jié)構(gòu)域及基因結(jié)構(gòu)。對(duì)大豆品種Williams82進(jìn)行低磷處理,GmSPX3在大豆葉片和根中熒光定量PCR分析結(jié)果表明,GmSPX3的表

3、達(dá)量隨著處理時(shí)間延長(zhǎng)而增加,并且在恢復(fù)全磷處理后該基因的表達(dá)量大幅降低。構(gòu)建亞細(xì)胞定位融合表達(dá)載體pMDC83-GFP-GmSPX3,轉(zhuǎn)化洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞和擬南芥原生質(zhì)體,兩個(gè)亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明GmSPX3定位于細(xì)胞核內(nèi)。構(gòu)建過(guò)表達(dá)載體pCAMBIA3301-GmSPX3,采用滴花法轉(zhuǎn)化擬南芥。磷濃度測(cè)定結(jié)果顯示,低磷處理后,轉(zhuǎn)基因T3代植株的磷含量低于野生型植株的磷含量。
  2.對(duì)大豆材料Williams82進(jìn)行低磷處理,

4、取處理10天的根作為材料,采用Gateway技術(shù)構(gòu)建了低磷處理大豆根系酵母雜交cDNA文庫(kù)。利用GmSPX3作為誘餌基因進(jìn)行文庫(kù)篩選,最終經(jīng)過(guò)多次驗(yàn)證后得到了21個(gè)陽(yáng)性克隆。在陽(yáng)性克隆中選擇了兩個(gè)轉(zhuǎn)錄因子Gm UNE12和GmPosF21作為候選基因進(jìn)行研究,通過(guò)酵母雙雜交和雙分子熒光互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)分別驗(yàn)證了GmUNE12與GmSPX3,GmP osF21與GmSPX3的相互作用。在低磷處理后,GmUNE12和GmPosF21熒光定量分析結(jié)果

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