大豆獨(dú)腳金內(nèi)酯合成和信號(hào)路徑相關(guān)基因全基因組分析及幾個(gè)GmMAX基因功能分析.pdf

1、獨(dú)腳金內(nèi)酯(SLs)是一類(lèi)新發(fā)現(xiàn)的植物激素，廣泛參與植物的生長(zhǎng)發(fā)育，并參與植物根系與土壤微生物的互作。獨(dú)腳金內(nèi)酯類(lèi)化合物能夠刺激叢枝菌根(AMF)菌絲的分枝和促進(jìn)根寄生植物的種子萌發(fā)。豆科植物，如蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)能夠與根瘤菌形成植物-細(xì)菌互惠共生關(guān)系，通過(guò)根瘤這一特殊的器官進(jìn)行固氮作用。獨(dú)腳金內(nèi)酯能夠調(diào)控根系生長(zhǎng)，莖的分枝，植物-微生物共生體的產(chǎn)生，同時(shí)還能夠響應(yīng)缺磷和各種逆境脅迫。盡管最近在模式植物中

2、對(duì)獨(dú)腳金內(nèi)酯進(jìn)行了大量的研究，然而大豆中獨(dú)腳金內(nèi)酯的生物合成及信號(hào)傳導(dǎo)研究還很少。
　　本研究中我們克隆了大豆獨(dú)腳金內(nèi)酯合成酶基因和信號(hào)傳導(dǎo)基因。我們研究了大豆GmMAX1，GmMAX2，GmMAX3和口GmMAX4，以及GmD14，GmD53，GmD27和GmPDR1等獨(dú)腳金內(nèi)酯的合成酶基因和信號(hào)傳導(dǎo)基因在不同組織中的表達(dá)模式，以及在外界非生物逆境脅迫下的表達(dá)。同時(shí)我們還檢測(cè)了根瘤菌感染后大豆根以及大豆根瘤不同發(fā)育階段的相關(guān)基因

3、的表達(dá)情況。為了進(jìn)一步研究GmMAX的基因功能，我們構(gòu)建了GmMAX1a，GmMAX2a，GmMAX3a和GmMAX4a四個(gè)基因的GmMAX-RNAi載體。
　　我們利用含有GmMAX-RNAi載體的農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化大豆產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因嵌合大豆植株，進(jìn)一步研究SLs合成及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因?qū)Υ蠖菇Y(jié)瘤的影響。定量PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)GmMAXs基因的轉(zhuǎn)錄水平在轉(zhuǎn)基因發(fā)根中顯著降低。與對(duì)照相比，GmMAX1a-KD，GmMAX2a-KD，GmMAX3a-KD

4、和GmMAX4a-KD的發(fā)根結(jié)瘤數(shù)目明顯減少;定量PCR檢測(cè)結(jié)瘤相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平也發(fā)生了顯著變化。敲低大豆發(fā)根中GmMAX1a，3a,and4a的表達(dá)水平導(dǎo)致生長(zhǎng)素含量下降但是茉莉酸和脫落酸含量上升;而敲低發(fā)根中GmMAX2a的表達(dá)，吲哚乙酸和茉莉酸水平均顯著增加但是脫落酸相比對(duì)照而言卻沒(méi)有太大的變化。我們進(jìn)一步分析了GmMAX2a和生長(zhǎng)素之間的聯(lián)系，發(fā)根中GmMAX2敲低以后YUCCA和TAA1一類(lèi)基因的表達(dá)收到了抑制并最終導(dǎo)致生長(zhǎng)