TaERFL1a转录因子在小麦籽粒淀粉合成中的功能研究

发布时间：2022-01-01 20:17

　　乙烯响应转录因子（AP2/ERF）家族在植物逆境胁迫与物质合成中有重要功能,其成员TaERFL1a参与了小麦响应非生物胁迫过程,然而其在淀粉合成中的功能尚不清楚。本研究利用大麦条纹花叶病介导的基因沉默技术（barley stripe mosaic virus-virus induced gene-silencing,BSMV-VIGS）,在田间条件下抑制 TaERFL1a基因在小麦籽粒中的表达,通过测定灌浆期间籽粒内该基因的表达量、成熟籽粒产量性状和淀粉性状,探究TaERFL1a在小麦籽粒淀粉合成中的功能。结果发现,在接种后23 d,接种BSMV-VIGS- TaERFL1a植株籽粒内 TaERFL1a基因表达水平降低了86.5%; TaERFL1a基因沉默植株成熟籽粒的粒长、粒宽、千粒重和淀粉含量分别降低了5.22%、12.70%、9.53%和5.43%; TaERFL1a基因沉默植株的籽粒淀粉粒排列疏松且数量减少。这些结果表明TaERFL1a转录因子在小麦灌浆期间的籽粒淀粉合成中发挥了重要作用。 

【文章来源】：麦类作物学报. 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

IWGSC数据库中 TaERFL1a基因序列3个拷贝的序列比较

将BSMV-VIGS-TaERFL1a和BSMV-VIGS-GFP病毒分别接种在即将开花的小麦穗部。接种23 d后,穗部和穗下节均出现大麦条纹花叶病病毒表型(图2A),表明病毒已成功感染麦穗。用qPCR检测了接种后23 d穗部有病毒表型的籽粒中 TaERFL1a基因的表达量,结果显示,接种BSMV-VIGS- TaERFL1a植株的籽粒, TaERFL1a的表达量显著低于对照植株,降幅为 67.3%～ 93.4%(图2B和C),表明接种BSMV-VIGS- TaERFL1a病毒的籽粒内 TaERFL1a基因的表达被显著抑制,获得 TaERFL1a基因沉默的小麦植株。2.2 TaERFL1a在小麦籽粒淀粉合成中的功能

电镜扫描结果显示, TaERFL1a基因沉默植株籽粒和对照小麦籽粒胚乳中淀粉粒存在较大差异。 TaERFL1a基因沉默植株籽粒中胚乳大颗粒的A型淀粉数目与对照无明显差异,淀粉粒排列松散,但小颗粒的B型淀粉数目显著减少(图4),表明 TaERFL1a可能通过影响B型淀粉粒的形成而影响淀粉的合成。表1 接种BSMV-VIGS-GFP和BSMV-VIGS- TaERFL1a小麦植株的成熟籽粒和淀粉性状Table 1 Grain yield components and starch characteristics of wheat plants inoculated by BSMV-VIGS- TaERFL1a and BSMV-VIGS-GFP 接种病毒类型The type of BSMV inoculated 粒长Grain length/mm 粒宽 Grain width/mm 千粒重 1 000-kernel weight/g 淀粉含量Starch content/(mg·grain-1) BSMV-VIGS-GFP 6.51±0.15a 3.07±0.12a 33.16±0.65a 22.48±0.54a BSMV-VIGS- TaERFL1a 6.17±0.08b 2.68±0.11b 30.00±0.73b 21.26±0.24b 每个数据用3个生物学重复的平均值±标准差表示;同列数据后不同字母代表在P<0.05水平上有显著差异。Each value is expressed by mean±standard deviation of three independent biological replicates;Different letters following data in same column represent significant difference at 0.05 level.


本文编号：3562771