大豆GmTIR和GmPK1b基因的克隆及功能分析.pdf

1、大豆是世界上主要的油料作物之一，病害、鹽及干旱是影響大豆產(chǎn)量和品質(zhì)提高的重要因素。植物在長期進化過程中形成了一系列防衛(wèi)機制來抵抗生物和非生物脅迫，挖掘和利用大豆逆境應(yīng)答基因資源具有重要意義。隨著分子生物學和基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展與日趨成熟，應(yīng)用基因工程技術(shù)培育耐逆作物新品種已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個重要途徑。本研究運用分子生物學方法對來自大豆的的表達特性及功能進行了分析，旨在為改善大豆耐逆性提供基因資源和理論依據(jù)。主要試驗結(jié)果如下:

2、>　　 1.GmTIR基因的克隆及序列分析以植物抗病基因TIR結(jié)構(gòu)域的序列為探針，從大豆中克隆得到了GmTIR基因。序列分析表明，GmTIR的cDNA包含一個長為771 bp的開放閱讀框，編碼257個氨基酸。序列分析表明，GmTIR與煙草N的親緣關(guān)系較近，且其氨基酸序列的同源性較高。
　　 2.GmTIR基因的表達特性分析利用實時熒光定量PCR分析GmTIR基因在大豆中的表達情況。GmTIR基因的組織特異性表達分析顯示，GmT

3、IR基因在大豆的根、莖、葉、花以及籽粒中均有表達，其中在葉和根中的表達量最高，莖和花中表達量次之，籽粒中的表達量最低。GmTIR基因在生物脅迫（大豆疫霉菌）條件下，基因的轉(zhuǎn)錄水平受其誘導(dǎo)。非生物脅迫（干旱、高鹽及低溫）處理下的表達模式分析顯示，GmTIR基因的表達受高鹽和干旱強烈誘導(dǎo)，對低溫響應(yīng)較弱。外源施加植物激素后，GmTIR基因表達受水楊酸、茉莉酸甲酯和脫落酸誘導(dǎo)，對ACC誘導(dǎo)不敏感。
　　 3.GmTIR轉(zhuǎn)基因擬南芥的功

4、能分析在鹽脅迫下，野生型種子的萌發(fā)率為32.58％，而轉(zhuǎn)基因擬南芥14#、21#的萌發(fā)率分別為61.47％和55.03％;幼苗期野生型擬南芥根長為3.71 mm，而轉(zhuǎn)基因擬南芥14#、21#的根長分別為7.64 mm和8.28 mm;成株期野生型擬南芥脯氨酸含量為3.06mg/g，轉(zhuǎn)基因擬南芥脯氨酸含量為5.41mg/g和6.89mg/g。干旱脅迫時，野生型種子的萌發(fā)率為46.07％，轉(zhuǎn)基因擬南芥14#、21#的萌發(fā)率分別為74.78％

5、和77.12％;幼苗期野生型擬南芥根長為22.26mm，而轉(zhuǎn)基因擬南芥14#、21#的根長分別為19.71mm和21.51mm;成株期野生型擬南芥脯氨酸含量為2.94mg/g，轉(zhuǎn)基因擬南芥脯氨酸含量為4.19 mg/g和4.07 mg/g。這些結(jié)果表明GmTIR基因提高了轉(zhuǎn)基因擬南芥對高鹽和干旱脅迫的抗性。
　　 4.GmPK1b基因的表達模式分析在生物脅迫條件下，GmPK1b基因的表達特性顯示其受大豆疫霉菌誘導(dǎo)。外源施加植物激

6、素后，GmPK1b基因表達受ACC誘導(dǎo)，對水楊酸和茉莉酸甲酯誘導(dǎo)不敏感。
　　 5.GmPK1b轉(zhuǎn)基因擬南芥的功能分析在鹽脅迫下，野生型種子的萌發(fā)率為32.58％，而轉(zhuǎn)基因擬南芥11#、36#的萌發(fā)率分別為67.90％和69.08％;幼苗期野生型擬南芥根長為4.53 mm，而轉(zhuǎn)基因擬南芥11#、36#的根長分別為6.63 mm和7.51 mm;成株期野生型擬南芥脯氨酸含量為3.06mg/g，轉(zhuǎn)基因擬南芥脯氨酸含量為6.28 mg

7、/g和6.88 mg/g。干旱脅迫時，野生型種子的萌發(fā)率為46.07％，轉(zhuǎn)基因擬南芥11#、36#的萌發(fā)率分別為84.70％和75.95％;幼苗期野生型擬南芥根長為15.52 mm，而轉(zhuǎn)基因擬南芥11#、36#的根長分別為21.80mm和27.76 mm;成株期野生型擬南芥脯氨酸含量為2.94mg/g，轉(zhuǎn)基因擬南芥脯氨酸含量為6.10 mg/g和7.49 mg/g。上述結(jié)果表明，GmPK1b基因提高了轉(zhuǎn)基因擬南芥對高鹽和干旱脅迫的抗性。