GmPME2基因的功能鉴定及对烟草耐铝性的影响

• 作者: 余世田 刘卢生 林涛 玉永雄 王燚 蒋曹德 韩蓉蓉 颉永红 魏运民
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: GmPME2 铝胁迫 果胶甲酯酶 转基因烟草 表达分析 功能鉴定
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 823-835
• 页数: 13页
• 分类号: S332.1
• 字数: 7659字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2020.05.006

摘要

果胶甲酯酶(pectin methylesterase,PME)是一类催化果胶复合物去甲酯化的细胞壁蛋白,在植物的耐铝性方面发挥一定的作用.丹波黑大豆(Glycine max cv.Tamba)是一种耐铝豆科植物,为研究丹波黑大豆中GmPME2在铝胁迫下发挥的功能,利用反转录PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)技术从丹波黑大豆中克隆获得果胶甲酯酶基因GmPME2(GenBank No.MN867684).该基因编码区全长900 bp,编码299个氨基酸,等电点为8.85.GmPME2蛋白不稳定性指数为30.11<40,是稳定蛋白.通过qRT-PCR对基因GmPME2在丹波黑大豆中的表达进行分析,结果表明,在铝胁迫(pH 4.5,0.5 mmol/L CaCl2,50μmol/L AlCl3)下,GmPME2的表达呈先升高后下降的趋势,12 h的表达量最高,且根部的表达量明显高于茎和叶部(P<0.05),特别是根尖.在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中,利用瞬时表达观察到GmPME2蛋白主要定位在细胞壁上.构建表达载体pBI121-GmPME2-eGFP,通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化成功转化烟草.选取阳性转基因烟草株系GmPME2-1、GmPME2-3和GmPME2-4,对其进行耐铝性分析,结果表明,转基因烟草根尖PME活性较野生型显著增强;根的相对伸长量较野生型显著减少;转基因烟草根尖丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量较野生型显著增加(P<0.05);伊文思蓝和苏木精染色较野生型明显加深;柠檬酸分泌量由于根尖吸附更多的铝比野生型增多.本研究表明,植物可以通过调控PME基因的表达减少根尖铝离子吸附,进而增强耐铝性,该结果为改良铝敏感豆科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	刘卢生	西南大学动物科技学院	5	10	2.0	3.0
3	蒋曹德	西南大学动物科技学院	8	38	3.0	6.0
4	王燚	西南大学动物科技学院	6	11	2.0	3.0
5	颉永红	西南大学动物科技学院	1	0	0.0	0.0
6	魏运民	西南大学动物科技学院	2	1	1.0	1.0
7	韩蓉蓉	西南大学动物科技学院	2	1	1.0	1.0
8	余世田	西南大学动物科技学院	2	0	0.0	0.0
9	林涛	西南大学动物科技学院	5	10	2.0	3.0