小麦生长素响应因子 TaARF6转基因烟草植株分子鉴定

• 作者: 刘晓曼 智一鸣 肖凯 陈芳
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 学科: 农学
• 关键词: 小麦(Triticum aestivum L.) 生长素响应因子 分子特征 遗传转化 根叶生长
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 页码范围: 85-93
• 页数: 9页
• 分类号: S512.1.01|Q954.78
• 字数: 6046字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.14510

摘要

【目的】生长素响应因子(ARF)在介导生长素信号传递和调控下游生长素响应基因的表达中发挥着重要功能。本文旨在以在富集丰磷特异表达基因的小麦根系 cDNA 差减文库中鉴定的1个 ARF 类别的家族成员 TaARF6为基础,对该基因 cDNA 序列、分子特征、不同供磷水平下该基因在根、叶中表达模式及遗传转化 TaARF6对丰磷和缺磷条件下植株形态的影响进行较全面研究,阐明该小麦生长素响应因子基因介导不同供磷水平下对植株生长特性的影响。【方法】采用生物信息学工具预测 TaARF6编码蛋白特征；采用溶液培养法培养丰、缺磷处理小麦幼苗,采用半定量 RT-PCR 技术鉴定 TaARF6在丰、缺磷处理下的表达特征。采用 DNA 重组技术构建将 TaARF6编码阅读框融合至表达载体中的表达质粒,利用农杆菌介导的遗传转化法建立超表达 TaARF6转基因烟草植株。采用琼脂培养和溶液培养法,培养丰、缺磷不同供磷水平下野生型植株和转基因烟草植株,进而利用常规分析方法鉴定不同磷水平下植株长势、根系和茎叶生物量和植株根叶形态及性状。【结果】1)TaARF6编码生长素响应因子(ARF)型转录因子,编码蛋白中含有 ARF 家族成员具有的保守结构域。该基因在氨基酸水平上与源于短柄草 BdARF6和源于水稻的 OsARF6具有高度同源特征。表达分析表明,TaARF6在根、叶中均呈典型低磷下表达下调、复磷后表达再度回升模式,表明该基因表达受到外界供磷水平的调节。2)遗传转化结果表明,在正常生长和低磷逆境下,与野生型植株相比,转基因烟草株系幼苗和植株形态明显增大。3)丰、缺磷不同供磷水平下,与未转化的野生型(WT)对照植株相比,转基因系(Line 3和 Line 5)植株幼苗和植株根系、茎叶和单株鲜、干重均较野生型显著增加。此外,与 WT 相比,转基因系植株根系数量增多、主侧根长度、根体积、叶面积和根冠比增加。【结论】TaARF6编码典型的生长素响应因子,其编码蛋白具有生长素响应因子特有结构域。 TaARF6对环境中的低磷胁迫逆境能产生明显应答。上调表达 TaARF6基因,具有增加植株根、叶鲜、干重和改善根叶及植株形态的生物学功能。本研究表明,通过对植株体内生长素响应基因的转录调控,TaARF6在介导植株不同供磷水平下的根叶形态建成和干物质累积过程中发挥着重要作用。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	肖凯	河北农业大学农学院	110	3071	32.0	52.0
2	陈芳	河北农业大学农学院	9	134	4.0	9.0
3	刘晓曼	河北农业大学农学院	2	11	1.0	2.0
4	智一鸣	河北农业大学农学院	2	3	1.0	1.0