大豆耐低磷轉(zhuǎn)錄因子GmPTF1與GmPHR1功能分析.pdf

1、磷是植物生長發(fā)育必需營養(yǎng)元素，但土壤有效磷缺乏嚴(yán)重影響了作物產(chǎn)量提高與品質(zhì)改良。發(fā)掘利用植物耐低磷相關(guān)基因，創(chuàng)制磷高效作物新品種是解決上述問題最佳途徑。本研究以課題組前期克隆的轉(zhuǎn)錄因子基因GmPTF1與GmPHR1為對象，分析轉(zhuǎn)錄因子的激活活性位點、細(xì)胞內(nèi)定位、品種間的序列與表達(dá)差異及其在轉(zhuǎn)基因擬南芥中的生物學(xué)功能，旨在獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的耐低磷基因，為重要農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因育種提供功能基因。主要結(jié)果如下:
　　 1.生物信息學(xué)比對

2、分析發(fā)現(xiàn)，GmPTF1全長8275 bp，由6個內(nèi)含子、7個外顯子組成。GmPHR1全長2751 bp，包含5個內(nèi)含子與6個外顯子。GmPTF1和GmPHR1在基因組中各有2個拷貝，均位于3號、19號染色體。
　　 2.不同大豆品種基因序列分析發(fā)現(xiàn)，GmPTF1的ORF序列在中黃15（耐低磷）與牛毛黃（不耐低磷）間沒有差異。GmPHR1的ORF序列在中黃15、冀豆11（耐低磷）與牛毛黃間存在1個堿基突變，導(dǎo)致編碼蛋白在第225位

3、出現(xiàn)1個氨基酸的改變。
　　 3.實時定量PCR分析基因表達(dá)發(fā)現(xiàn)，低磷處理下，GmPTF1主要在大豆根系表達(dá)，從低磷處理開始直至56 d，GmPTF1在中黃15中的表達(dá)量高于牛毛黃。GmPHR1主要在莖桿表達(dá)，在冀豆11中被快速誘導(dǎo)，0.5h出現(xiàn)第1個表達(dá)高峰，隨后稍有下降(6h)，隨即又被快速誘導(dǎo)，12-24 h出現(xiàn)第2個表達(dá)高峰;在牛毛黃中被緩慢誘導(dǎo)，6h出現(xiàn)高峰，隨即表達(dá)量快速下降，48 h達(dá)到最低;且GmPHR1在冀豆1

4、1的表達(dá)量從低磷處理0.5-48 h始終高于牛毛黃。
　　 4.酵母單雜交分析基因編碼蛋白轉(zhuǎn)錄激活活性發(fā)現(xiàn)，GmPTF1轉(zhuǎn)錄激活活性位點位于蛋白N端和C端，GmPHR1轉(zhuǎn)錄激活活性位點位于蛋白C端。亞細(xì)胞定位與熒光顯微觀察轉(zhuǎn)GmPTF1與GmPHR1擬南芥根系發(fā)現(xiàn)，GmPTF1與GmPHR1編碼蛋白均定位于細(xì)胞核。
　　 5.轉(zhuǎn)基因擬南芥與野生型低磷處理試驗發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)GmPTF1超表達(dá)植株的根冠比高于野生型與RNAi植株，