大豆GmGDPD1的克隆及其功能的初步研究.pdf

1、磷是植物必需的三大元素之一，磷供給不足將對植物的生長代謝產(chǎn)生不利影響。現(xiàn)實土壤中有效磷濃度遠不能滿足植物的需求，通常需施磷肥來補充磷供給。但作物對磷肥的利用率嚴重不足，簡單通過施用磷肥不僅不能高效解決問題，反而會浪費資源，并且使水資源產(chǎn)生富營養(yǎng)化。大豆是重要的經(jīng)濟作物，更因其種子具有高磷脂的特點，磷元素的缺乏對大豆品質(zhì)、產(chǎn)量都有很大的影響。目前植物對磷元素調(diào)控機制仍未完全解析。研究大豆磷效率相關基因的功能，進一步探索大豆磷利用機理具有重

2、要的理論和生產(chǎn)應用意義。
　　本研究選擇了受低磷誘導的大豆GmGDPD1基因為研究對象，用熒光定量PCR和半定量的方法分析了基因的表達特性，進行亞細胞定位，并通過在擬南芥中的過量表達以及恢復表達的遺傳轉(zhuǎn)化對GmGDPD1基因的功能進行了初步的探索。希望能為大豆耐低磷調(diào)控分子機制的研究提供參考，為大豆提高磷利用效率提供新的基因資源。
　　本文主要研究結果如下:
　　1.GmGDPD1基因的克隆及序列分析
　　從大豆

3、自然群體（由大豆改良中心種子庫提供）中篩選耐低磷和不耐低磷兩種品種克隆得到GmGDPD1基因，測序結果與NCBI數(shù)據(jù)庫中的序列完全一致。從大豆根中克隆得到GmGDPD1基因。GmGDPD1基因位于16號染色體上，編碼的cDNA序列全長為1146 bp，共編碼381個氨基酸。
　　2.基因的表達特性分析
　　利用半定量方法分析GmGDPD1在大豆各組織器官中的表達情況。發(fā)現(xiàn):
　　(1)GmGDPD1在側(cè)根中的表達量最高

4、;
　　(2)GmGDPD1在低磷處理第七天的時候相對表達量達到高峰位置;
　　(3)GmGDPD1在種子萌發(fā)的過程中均有表達，且有積累效應;
　　(4)在缺素誘導表達中GmGDPD1對缺鐵元素的處理有相對較高的表達量;
　　(5)在PEG模擬干旱脅迫和鹽脅迫發(fā)現(xiàn)同樣對GmGDPD1有誘導作用，且高于低磷脅迫;
　　(6)利用洋蔥表皮細胞進行亞細胞定位結果表明GmGDPD1定位于細胞膜上，并且和擬南芥原生質(zhì)

5、體的定位結果可以相互驗證。
　　3.轉(zhuǎn)基因擬南芥表型分析
　　構建了pMDC83-GmGDPD1的植物表達載體，利用農(nóng)桿菌介導法轉(zhuǎn)化擬南芥。將GmGDPD1在擬南芥的野生型和敲除AtGDPD1的突變體atgdpd1中進行異源表達。對篩選出的T3代陽性苗進行鑒定，發(fā)現(xiàn)過表達的植株側(cè)根數(shù)目明顯增多，而突變體也可恢復性狀，并且側(cè)根數(shù)目多于野生型對照組。另外發(fā)現(xiàn)了一株過表達植株的花瓣出現(xiàn)缺失。我們據(jù)此推測GmGDPD1除了參與到大豆