丹波黑大豆GmMATE2基因的克隆及功能鉴定

• 作者: 刘卢生 汪莹 玉永雄 胡俊 蒋曹德 韩蓉蓉 魏运民
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: GmMATE2基因 铝胁迫 耐铝性 转基因烟草 柠檬酸分泌
• 年，卷（期）: 2019,（7）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 1161-1170
• 页数: 10页
• 分类号: S332.1
• 字数: 6572字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2019.07.003

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Polysacc_synt_C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 CaCl2,100 μmol/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 CaCl2,50 μmol/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GmMA TE2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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	玉永雄	西南大学动物科技学院	63	794	15.0	25.0
2	胡俊	西南大学动物科技学院	5	1	1.0	1.0
3	刘卢生	西南大学动物科技学院	5	10	2.0	3.0
4	蒋曹德	西南大学动物科技学院	8	38	3.0	6.0
5	魏运民	西南大学动物科技学院	2	1	1.0	1.0
6	韩蓉蓉	西南大学动物科技学院	2	1	1.0	1.0
7	汪莹	西南大学动物科技学院	1	1	1.0	1.0