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

1、獨腳金內(nèi)酯(SLs)是一類新發(fā)現(xiàn)的植物激素，廣泛參與植物的生長發(fā)育，并參與植物根系與土壤微生物的互作。獨腳金內(nèi)酯類化合物能夠刺激叢枝菌根(AMF)菌絲的分枝和促進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，通過根瘤這一特殊的器官進行固氮作用。獨腳金內(nèi)酯能夠調(diào)控根系生長，莖的分枝，植物-微生物共生體的產(chǎn)生，同時還能夠響應(yīng)缺磷和各種逆境脅迫。盡管最近在模式植物中

2、對獨腳金內(nèi)酯進行了大量的研究，然而大豆中獨腳金內(nèi)酯的生物合成及信號傳導(dǎo)研究還很少。
　　本研究中我們克隆了大豆獨腳金內(nèi)酯合成酶基因和信號傳導(dǎo)基因。我們研究了大豆GmMAX1，GmMAX2，GmMAX3和口GmMAX4，以及GmD14，GmD53，GmD27和GmPDR1等獨腳金內(nèi)酯的合成酶基因和信號傳導(dǎo)基因在不同組織中的表達模式，以及在外界非生物逆境脅迫下的表達。同時我們還檢測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、的表達情況。為了進一步研究GmMAX的基因功能，我們構(gòu)建了GmMAX1a，GmMAX2a，GmMAX3a和GmMAX4a四個基因的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，進一步研究SLs合成及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因?qū)Υ蠖菇Y(jié)瘤的影響。定量PCR檢測發(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的表達水平導(dǎo)致生長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，吲哚乙酸和茉莉酸水平均顯著增加但是脫落酸相比對照而言卻沒有太大的變化。我們進一步分析了GmMAX2a和生長素之間的聯(lián)系，發(fā)根中GmMAX2敲低以后YUCCA和TAA1一類基因的表達收到了抑制并最終導(dǎo)致生長