转GmPTF1基因大豆在低磷胁迫下的表现-论文.pdf

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1、核农学报2013，27(7)：1041—1047JournalofNuclearAgriculturalSciences文章编号：1000—8551(2013)07—1041-00转GmPTF1基因大豆在低磷胁迫下的表现钟磊乔亚科乔潇李桂兰王林红刘晨光(河北科技师范学院生命科技学院，河北昌黎066600；上海大学，材料科学与工程学院，上海200072)摘要：为研究大豆磷代谢转录因子基因GmPTF1对提高大豆磷利用效率的作用，用根癌农杆菌介导大豆子叶节转化法将GmPTF1导入大豆品种豫豆22。通过测定GmPTF1在转基因植株中的表达量以及苗期转基因植株

2、和野生型对照植株在低磷胁迫下的形态和生理生化表现差异，来分析GmPTF1基因在导入大豆后发挥的生物学功能。结果表明：转基因植株的GmPTF1表达量显著高于野生型对照，其中以T一32和T一40为最高。在低磷胁迫下，GmPTF1基因表达增强型转基因大豆(T，一32和T，一40)的根系总长度、根总表面积、根体积、根干重、光合色素含量及植株磷含量都显著高于野生型对照植株，而丙二醛含量显著低于野生型对照植株；植株磷含量与GmPTF1表达量呈显著正相关(R=0．97”)，以上结果均表明转基因植株的耐低磷能力优于野生型对照植株。本研究结果为利用转基因手段改善大豆乃

3、至其他作物的耐低磷能力提供依据。关键词：GmPTF1；转录因子；转化；大豆；耐低磷磷是植物必需的大量元素之一，是核酸和生物膜豆等植物中克隆出了OsPTF1、TaWRKY72b一1、的重要组成成分，在光合作用、呼吸作用和一系列酶促GmPTF1叫等多个磷代谢转录因子基因。这些转录因反应中起重要作用。缺磷是我国乃至世界农业发展的子对植株在低磷胁迫下的磷吸收有明显的改善，其中一个限制因子，世界43％的土壤处于缺磷状态，我国Yi等克隆的bHLH类转录因子OsPTF1，在低磷胁约有2／3土壤缺磷。为提高粮食产量只能施用大迫应答中调节一系列下游磷胁迫基因的表达，该

4、基因量磷肥，然而施用的磷肥被植物吸收利用的磷素不到在低磷条件下使水稻植株干物重和磷含量高出野生型1／5L3J，未被利用的磷素给生态环境带来了巨大的挑达30％。李喜焕¨从大豆中克隆了长度为1101bp的战。。磷矿是不可再生的有限资源，世界探明储量转录因子基因GmPTF1(GenBankFJ617239)，将为154．2亿吨，现在每年开采量在1．7亿t，也就是说GmPTF1基因转入拟南芥，提高了拟南芥的耐低磷能不到100年磷矿资源将开采殆尽，我国磷矿总储量居力。本研究用农杆菌介导大豆子叶节转化法，将世界第二，但是年开采量远高于其他国家。通过GmPTF1基

5、因转入大豆，旨在为通过转基因的方法提转基因手段将与磷高效相关的基因整合到作物基因组高大豆的耐低磷能力提供依据。来提高作物对磷的利用效率将是改善缺磷状况的一个有效手段。1材料和方法目前报道的磷高效相关基因主要包含六类，其中对磷高效转录因子的研究进展迅速¨。Rubio等采1．1材料用磷饥饿诱导报告基因AtlPS：：GUS来筛选磷饥饿反植物表达载体：pGN．GmPTF1⋯(河北农业大学应表达缺陷的突变体，从拟南芥中获得了首个参与磷张彩英研究员提供)；农杆菌菌株：EHA105；大豆材营养代谢的调节因子，此后人们相继在水稻、小麦、大料：豫豆22(河南农科院提供

6、)。收稿日期：2012~9-26接受日期：2013~1-28基金项目：转基因生物新品种培育重大科技专项(2009ZX08004一O04B，2009ZX08004—001B)作者简介：钟磊，男，主要研究方向为植物分子生物学。E-mail：zhongleitg@163．corn—通讯作者：李桂兰，女，教授，主要研究方向为植物分子生物学与基因工程。E-mail：lg163@126．corn核农学报27卷1．2方法15S，60~C延伸60S，循环40次。荧光定量PCR反应1。2．1转基因大豆的获得用农杆菌介导大豆子叶体系(20L)：2．5×Realmaste

7、rMix8L，20×SYBR节遗传转化法，按照文献[12]进行。Greensolution1L，上、下游引物(1Otrmol·L)各1．2．2转基因植株的PCR检测取卡那霉素抗性再0．4L，cDNA模板2L，补水至201~L。生植株叶片用SDS法提取大豆基因组DNA。按照1．2．4转基因植株的测定项目与方法植株预处理：GmPTF1基因序列(GenBankFJ617239)设计一对引对T：代转基因植株进行沙培，定期浇灌霍格兰氏营养物，上游始于该序列的258bp处，下游止于992bp，液(以磷酸二氢钠替代营养液中的磷酸二氢钾)，营养PCR扩增产物735b

8、p。上游引物5一CAATTTGAC液磷素水平设低磷(0．5mg·L)和正常磷(1Omg·CTTCCCTTCC