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丹波黑大豆GmMATE2基因的克隆及功能鉴定

论文摘要

丹波黑大豆（Glycine max’Tamba’）是一种耐铝植物,其耐铝机制是根尖分泌柠檬酸络合铝离子。为了发掘其优异的耐铝基因资源,本研究以丹波黑大豆铝胁迫转录组数据为基础,利用反转录PCR（reverse transcription PCR, RT-PCR）克隆了1个编码丹波黑大豆柠檬酸通道蛋白基因,命名为GmMATE2（GenBank No. MF497433.1）。该基因的CDS序列长度为1 674 bp,预测编码557个氨基酸,分子量为60.38 kD,等电点为9.54。GmMATE2蛋白不稳定性指数为28.38,是稳定蛋白质。氨基酸序列分析表明,GmMATE2含有9个跨膜结构、1个PolysaccsyntC结构域及2个多药及毒性复合物排出转运蛋白（multidrug and toxic compound extrusion, MATE）家族特有的MatE结构。进化树分析表明,GmMATE2与蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）、白车轴草（Trifolium repens）和鹰嘴豆（Cicer arietinum）的MATE蛋白亲缘关系较近。丹波黑大豆在铝胁迫（pH 4.5, 0.5 mmol/L CaCl2, 100μmol/L AlCl3）下,利用半定量RT-PCR分析表明,GmMATE2在根尖上调表达,24 h时表达量最高,根尖柠檬酸的分泌量随着时间的延长而增多,表明该基因参与铝胁迫反应。构建过表达载体pBI121-GmMATE2,利用农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的叶盘法转化烟草（Nicotiana tabacum）,获得3株转基因烟草植株。对转基因烟草进行耐铝分析,在铝胁迫（pH 4.5, 0.5 mmol/L CaCl2, 50μmol/L AlCl3）下,qRT-PCR分析表明,在转基因烟草中GmMATE2上调表达;转基因烟草根尖柠檬酸分泌量是野生型的2.56～3.79倍;转基因烟草根相对伸长量是野生型的1.91～3.45倍;转基因烟草根尖铬天青S染色较野生型浅。上述结果表明,丹波黑大豆GmMATE2是柠檬酸通道蛋白基因,能提高转基因烟草柠檬酸分泌量及耐铝性。本研究为改良铝敏感植物的耐铝性提供了基因资源。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 植物材料培养
  •   1.2 GmMATE2基因克隆及生物信息学分析
  •   1.3 铝胁迫丹波黑大豆GmMATE2的表达及柠檬酸分泌测定
  •   1.4 植物过表达载体构建
  •   1.5 遗传转化烟草及GmMATE2在烟草中的相对表达
  •   1.6 转基因烟草耐铝性分析
  •   1.7 数据分析
  • 2 结果与分析
  •   2.1 GmMATE2的CDS克隆及生物信息学分析
  •   2.2 丹波黑大豆GmMATE2的表达及柠檬酸分泌量
  •   2.3 表达载体pBI121-GmMATE2及转基因烟草的获得
  •   2.4 转基因烟草的耐铝能力
  • 3 讨论
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 胡俊,刘卢生,韩蓉蓉,魏运民,汪莹,蒋曹德,玉永雄

    关键词: 基因,铝胁迫,耐铝性,转基因烟草,柠檬酸分泌

    来源: 农业生物技术学报 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 农业科技,基础科学

    专业: 生物学,农作物

    单位: 西南大学动物科技学院

    基金: 国家重点基础研究发展规划项目(No.2014CB138701),中央高校科基本研业务费项目(No.XDJK2017C010)

    分类号: S565.1;Q943.2

    页码: 1161-1170

    总页数: 10

    文件大小: 3033K

    下载量: 200

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/cb5b472881894e925583b018.html