马尾松PAP1基因在烟草上的遗传转化及功能分析

• 作者: 刘小翠 吴艳 张婷 彭磊 文晓鹏
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 马尾松紫色酸性磷酸酶基因(PmPAP1) 遗传转化 烟草 低磷胁迫 功能分析
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 专题:植物功能基因研究
• 页码范围: 1023-1032
• 页数: 10页
• 分类号: S722|S572|Q789
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2017.06.017

摘要

植物紫色酸性磷酸酶(purple acid phosphatase,PAP)在植物响应低磷胁迫过程中起重要作用,为了验证马尾松(Pinus massoniana)紫色酸性磷酸酶(PmPAP1)基因在磷吸收上的功能,本研究通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法转化烟草(Nicotiana tabacum),获得25个转基因株系,RT-PCR及qRT-PCR分析表明,PmPAP1在13个株系中高表达;对其中2个高表达株系(Line-10和Line-13)进行不同浓度磷处理,结果表明,缺磷可以诱导转基因植株中PmPAP1基因在根和叶中上调表达;低磷条件下,转基因植株根系及叶片酸性磷酸酶(acid phosphatase,APase)活性分别为野生型(wild type,WT)的1.27和1.25倍;转基因植株总磷与无机磷含量分别比WT提高了28.32％、45.48％(Line-10)与36.45％、62.31％ (Line-13).除此之外,缺磷条件下转基因植株过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)均较WT显著提高(P＜0.05),而丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量则显著下降(P＜0.05).磷胁迫对植株生长影响表明,低磷条件下转基因植株总生物量、根系生物量及根冠比均显著提高(P＜0.05).而在正常和高磷条件下,转基因与野生型烟草的酶活性、丙二醛含量、磷含量和生物量等与均无明显差异.因此,高表达PmPAP1基因能显著提高烟草植株在低有效磷下磷的利用能力,进而增强耐低磷胁迫能力.本研究为深入了解马尾松耐低磷的分子机制与创制耐低磷烟草新种质提供了理论依据.