大豆MADS--box家族基因GmNMH7在根發(fā)育和結(jié)瘤過程中的功能研究.pdf

1、大豆是重要的糧食作物和油料作物，同時(shí)也是具有根瘤固氮能力的作物。GmNMH7為大豆MADS-box家族轉(zhuǎn)錄因子，有研究表明該轉(zhuǎn)錄因子的編碼基因可能與大豆根發(fā)育及結(jié)瘤有關(guān)，但其功能缺乏具體研究。本研究期望通過對(duì)該基因的系統(tǒng)探究，為確定該基因在根發(fā)育及結(jié)瘤調(diào)控過程中的作用提供分子基礎(chǔ)。從亞細(xì)胞定位、基因表達(dá)測(cè)定、功能鑒定及初步的機(jī)理解析等不同層面進(jìn)行研究，取得主要研究結(jié)果如下:
　　1.成功克隆了GmNMH7基因CDS序列，該序列全長(zhǎng)

2、684 bp;亞細(xì)胞定位結(jié)果顯示，GmNMH7蛋白在細(xì)胞膜和細(xì)胞核中均有表達(dá)。
　　2.Real-time PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)自貢冬豆出苗后進(jìn)行28 d12 h光照/12 h黑暗的短日處理后，GmNMH7基因在根和根瘤中的表達(dá)量明顯高于莖、葉、花等其它器官。對(duì)2周苗齡的自貢冬豆根瘤菌接種10d內(nèi)GmNMH7基因的表達(dá)模式的分析，顯示其與已知的根瘤早期發(fā)育相關(guān)基因GmENOD40-1、GmENOD40-2、GmNFR5α等的表達(dá)

3、模式相似，并且表達(dá)高峰早于該類基因。
　　3.在發(fā)根轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中過表達(dá)GmNMH7基因顯著降低根瘤數(shù)目及根長(zhǎng);在陽(yáng)性發(fā)根中，過表達(dá)GmNMH7基因能極顯著的降低GmENOD40-1、GmENOD40-2、GmNFR5α的表達(dá)量。
　　4.GmNMH7基因啟動(dòng)子（GmNMH7pro）序列生物信息學(xué)分析結(jié)果表明，其含有大量與根瘤發(fā)育及激素應(yīng)答相關(guān)的順式作用元件。成功構(gòu)建工程菌株K599∷pC13P1-GmNMH7pro∷GUS，并

4、利用該菌株誘導(dǎo)產(chǎn)生含pC13P1-GmNMH7pro∷GUS載體的轉(zhuǎn)基因發(fā)根。GUS染色結(jié)果顯示在根瘤菌接種之前，GmNMH7pro∷GUS表現(xiàn)為維管束特異性表達(dá)。在接種根瘤菌10 d后GmNMH7pro∷GUS則在根瘤中大量表達(dá)，說明根瘤菌的誘導(dǎo)使GmNMH7pro失去了維管束表達(dá)的特異性;接種根瘤菌28 d后GmNMH7pro∷GUS的表達(dá)在根瘤和維管束中難以觀察到，說明GmNMH7pro∷GUS在成熟的根瘤中表達(dá)很弱。