GmCYP707A3b和GmCYP707A1a对大豆结瘤固氮的影响

发布时间：2018-04-21 20:34

  本文选题：大豆 + 结瘤固氮　； 参考：《华中农业大学》2017年硕士论文

【摘要】：不断恶化的环境,特别是干旱、土壤盐碱化日趋严重,严重影响大豆的产量和结瘤固氮的能力。本研究利用转基因发根,过表达和沉默大豆ABA代谢途径中的关键基因(GmCYP707A3b和GmCYP707A1a),探究这两个基因如何通过调节ABA含量来影响大豆的结瘤固氮能力以及抗旱和抗盐胁迫的能力,以提高大豆产量。利用生物信息学分析技术,我们分辨出GmCYP707A家族蛋白序列,并从天隆一号根瘤cDNA中克隆GmCYP707A3b和GmCYP707A1a两个基因,构建他们的过表达(pB2GW7)和RNA干扰沉默(pB7GWIWG2(Ⅱ))载体,然后转入发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)株K599中。通过注射大豆下胚轴获得嵌合转基因大豆,即拥有野生型的地上茎秆叶,但有表达这些P450基因载体的转基因发根的嵌合转基因大豆。用费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)USDA205侵染嵌合转基因发根28d后获得不同的结瘤效果。我们克隆了GmCYP707A3b和GmCYP707A1a的启动子,并用采用GUS报告基因染色检测表达来检测其组织特异性表达的载体。我们发现GmCYP707A3b和GmCYP707A1a启动子主要驱动在根的中柱鞘和根瘤的表皮层中的表达。GmCYP707A3b和GmCYP707A1a的GFP融合蛋白的亚细胞定位研究发现,GmCYP707A3b主要表达在细胞质中,而GmCYP707A1a表达在细胞膜上。qRT-PCR结果分析显示,沉默GmCYP707A3b后,结瘤信号传导途径中相关基因和固氮过程中相关基因的表达也随之提高,可能与其增加GmCHS8和GmCHI1A的表达而使异黄酮的含量升高,提高蛋白质的含量,最终提高结瘤数量和固氮能力。而在沉默GmCYP707A3b后,根和根瘤中的ABA和IAA含量升高,JA的含量却降低。沉默GmCYP707A1a后,提高ABA的含量,却降低其结瘤固氮能力,其调控机制与沉默GmCYP707A3b的不同,具体调节机制还有待进一步的研究。沉默GmCYP707A1a后,会降低IAA的含量,提高JA的含量。沉默GmCYP707A3b和GmCYP707A1a后,会提高大豆在干旱条件下和高浓度盐条件下的抗性。本研究显示,沉默GmCYP707A3b能够提高嵌合转基因大豆对干旱、盐胁迫条件的抗性,同时提高这些植物的结瘤固氮能力。本研究结果可为培育出高抵抗力,高结瘤固氮能力的品种提供一种可能的途径。
[Abstract]:The deteriorating environment, especially drought, soil salinization is becoming more and more serious, which seriously affects soybean yield and nodulation and nitrogen fixation ability. In this study, GmCYP707A3b and GmCYP707A1a, the key genes of soybean ABA metabolism pathway, were used to explore how these two genes affect the nodulation and nitrogen fixation ability of soybean by regulating ABA content, as well as the ability of drought resistance and salt stress, by regulating the content of GmCYP707A3b and GmCYP707A1a. To increase soybean yield. Using bioinformatics analysis technique, we identified the GmCYP707A family protein sequence, cloned GmCYP707A3b and GmCYP707A1a genes from Tianlong 1 nodule cDNA, constructed their overexpression pB2GW7) and RNA interference silencing pB7GWIWG2 (鈪，

本文编号：1783999