大豆类胡萝卜素裂解双加氧酶GmCCD8固氮功能解析

• 作者: 邢馨竹 杨占武 孔佑宾 李文龙 杜汇 李喜焕 张彩英
• 来源期刊: 中国农业科技导报
• 学科: 农学
• 关键词: 大豆 根瘤 共生固氮 类胡萝卜素裂解双加氧酶 大豆GmCCD8
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 生物技术生命科学|BIOTECHNOLOGY & LIFE SCIENCE
• 页码范围: 46-53
• 页数: 8页
• 分类号: S565.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13304/j.nykjdb.2020.1033

摘要

大豆可与根瘤菌共生进行生物固氮,固氮机制受许多基因诱导调控,类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenases,CCDs)可调控多种植物激素、色素、芳香类化合物的合成与代谢.为探讨其在大豆生物固氮中的功能,从大豆育成品种中黄15中克隆类胡萝卜素裂解双加氧酶GmCCD8基因,分析了该基因的表达模式及生物学功能.亚细胞定位表明GmCCD8在细胞质中表达.qRT-PCR技术及启动子融合GUS表达载体转化大豆毛状根,发现GmCCD8随大豆根瘤生长发育表达量逐渐上升,且在第28天根瘤中表达量最高.通过构建过表达及RNAi转基因复合植株,验证了GmCCD8影响根瘤发育及固氮能力.利用透射电镜观察根瘤内部结构,发现GmCCD8被干扰后根瘤内泡囊、类菌体和聚β-羟基丁酸盐的含量明显减少.上述结果表明,GmCCD8参与大豆根瘤生长发育及生物固氮过程,为大豆高效固氮分子育种提供了功能基因.