番茄磷转运蛋白SlPht3基因最小表达框转化小麦对磷素营养的应答
[Abstract]:Mitochondrial phosphorous transporter plays an important role in the absorption and transport of phosphorus nutrition in winter wheat. In order to better understand the function of this protein in plant, the SlPht3 gene of tomato mitochondrial phosphorous transporter was cloned and transferred into winter wheat with linear gene minimal expression frame by gene gun technique. The response to phosphorus nutrition in transgenic wheat was tested under different phosphorus treatments in water culture and field trials. Bioinformatics analysis showed that tomato mitochondrial phosphorous transporter SlPht3 gene had 1074 bases encoding 358 amino acids and had six transmembrane domains three of which were conserved transmembrane domain and located on the mitochondrial intima. Semi-quantitative RT-PCR showed that tomato mitochondrial phosphorous transporter (SlPht3) gene was stably expressed in transgenic wheat. Southern blot showed that SlPht3 gene had different copy number in wheat and belonged to low copy insertion. And the form of integration in the wheat genome is also different. Under the condition of hydroponic culture, under the condition of phosphorus deficiency, according to the results of biomass measurement, the expression of SlPht3 gene of tomato mitochondrial phosphorous transporter promoted the growth of shoot and the development of root of transgenic wheat. The results of root scanning showed that the expression of SlPht3 gene significantly increased the total root length, root surface area and projection area of transgenic wheat. According to the results of physiological and biochemical tests, the expression of SlPht3 gene of tomato mitochondrial phosphorous transporter increased the activity of roots, the activity of acid phosphatase in root and shoot, and the transport of nutrients from root to shoot. The total nitrogen content in shoot of transgenic lines OE-G and OE-T was significantly higher than that of wild type, while the total nitrogen content in root was significantly higher than that in wild type winter wheat. The content of total phosphorus in shoot of transgenic lines OE-O and OE-T was significantly higher than that of wild type, but the content of total phosphorus in root was significantly lower than that in wild type. When phosphorus was sufficient, the expression of SlPht3 gene increased the root weight, total root length, root surface area and total projection area of transgenic wheat OE-O and OE-T. Under the condition of field experiment, the expression of SlPht3 gene increased the SPAD value of wheat at booting stage and the biomass at harvest stage, especially the yield of OE-O and OE-T in transgenic lines. Under different phosphorus treatments, the total phosphorus content in the straw of the transgenic lines OE-O and OE-T was significantly increased, and the total phosphorus content in the grain of the transgenic line OE-O was obviously increased. In conclusion, the expression of SlPht3 gene in tomato mitochondria during phosphorus deficiency could promote the change of root structure, increase the activity of root and acid phosphatase, and enhance the photosynthetic ability of transgenic wheat. At the same time, it plays an important regulatory role in the transport of phosphorus. When phosphorus was sufficient, the expression of SlPht3 gene could also promote the change of root structure of OE-O and OE-T and the transport of nutrients in transgenic wheat.
【学位授予单位】:沈阳农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S512.1
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,本文编号:2355905
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