大豆GmbZIP16的抗旱功能验证及分析

• 作者: 于太飞 刘沛 周永斌 徐兆师 杨军峰 赵婉莹 闵东红 陈明 陈隽 马有志
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 大豆 GmbZIP16 抗旱性 实时荧光定量PCR
• 年，卷（期）: 2018,（15）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 2835-2845
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.001

摘要

[目的]通过分析干旱条件下大豆的转录组数据,筛选获得大豆锌指蛋白GmbZIP16,对其进行功能验证,确定GmbZIP16参与大豆抵抗干旱的分子机理.[方法]大豆干旱转录组数据分析得到上调倍数较高的锌指蛋白GmbZIP16,以大豆cDNA为模板克隆获得GmbZIP16.并通过In-Fusion连接酶技术,构建pCAMBIA1302-GmbZIP16和pCAMBIA3301-GmbZIP16表达载体.通过液氮冷冻法将重组载体pCAMBIA1302-GmbZIP16和pCAMBIA3301-GmbZIP16分别转入农杆菌GV3101和大豆发根农杆菌K599的感受态细胞中,通过农杆菌侵染拟南芥花序以及大豆子叶节技术,产生过表达拟南芥植株以及过表达大豆毛状根复合体植株.通过半定量RT-PCR和qRT-PCR分析,确定GmbZIP16在转基因拟南芥和大豆毛状根中能够超表达.分别将正常条件下生长2周龄的转基因和野生型拟南芥植株转移至含有不同PEG浓度(6％ PEG和8％ PEG)的MS0培养基上继续培养7d,观察转基因拟南芥和对照野生型拟南芥之间的生物量差异;利用qRT-PCR分析转基因拟南芥和野生型拟南芥植物体中胁迫相关的基因表达情况.将生长良好的转GmbZIP16大豆毛状根复合体施加25％ PEG处理1周后,分别采取转GmbZIP16大豆毛状根复合体和转空载体大豆毛状根复合体的叶片,用酶标仪测定植株的脯氨酸、丙二醛和叶绿素的含量.[结果]通过PCR技术扩增得到正确的GmbZIP16序列,通过农杆菌转化技术得到2个稳定过表达的转GmbZIP16拟南芥株系.通过对转基因拟南芥的表型鉴定发现转基因拟南芥在干旱处理下的生物量(鲜重和根长)及存活率比野生型显著提高.在过表达GmbZIP16拟南芥植株中,一些与胁迫相关的基因的表达要高于在野生型,如RD29B、DREB2A和P5CS.转GmbZIP16大豆毛状根复合体植株在25％ PEG处理1周后,大豆毛状根复合体叶片中叶绿素和脯氨酸的含量要显著高于转空载体大豆毛状根复合体叶片中叶绿素和脯氨酸的含量,而转GmbZIP16大豆毛状根复合体叶片中丙二醛的含量显著低于转空载体大豆毛状根复合体叶片中丙二醛的含量.[结论]在拟南芥中过表达大豆GmbZIP16提高了转基因拟南芥的抗旱性.过表达GmbZIP16可以提高转基因大豆毛状根复合体对干旱的抗性.GmbZIP16提高植物的抗旱性主要是通过影响与抗逆相关基因的表达来实现的.