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大豆响应低磷胁迫的XTH基因鉴定及XTH38调节根系生长研究 被引量：3
1
作者 张亚楠 王婷 +4 位作者 欧斯艳 李方剑 黄丽雅 麦翠珊 王金祥 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1167-1181,共15页
【目的】鉴定大豆木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶(xyloglucan endotransglycosylases/hydrolases,XTHs)基因家族,分析其表达模式和对低磷养分胁迫的响应,初步明确大豆XTH38调节根系生长的功能。【方法】供试大豆品种为粤春03-3(YC03-3),... 【目的】鉴定大豆木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶(xyloglucan endotransglycosylases/hydrolases,XTHs)基因家族,分析其表达模式和对低磷养分胁迫的响应,初步明确大豆XTH38调节根系生长的功能。【方法】供试大豆品种为粤春03-3(YC03-3),拟南芥野生型为哥伦比亚(Columbia-0,Col-0)生态型。通过生物信息学方法,鉴定了大豆XTH基因家族成员,并对大豆的XTH家族成员进行进化分析。采用水培方法,设定高磷对照(HP,KH_(2)PO_(4)500μmol/L)和低磷处理(LP,KH_(2)PO_(4)25μmol/L)营养液培养,将大豆幼苗处理14天后,取大豆幼苗的根和叶,使用定量PCR分析幼苗中5个GmXTHs的表达;将在1/2 MS固体培养基上发芽2天的超表达GmXTH38株系和Col-0分别接种到HP、LP、低铁(LFe,Fe 0μmol/L)、中铁(MFe,Fe 50μmol/L)和高铁(HFe,Fe 500μmol/L)固体培养基上,7天后测定GmXTH38株系的侧根长度和密度。【结果】通过生物信息学分析,确定了大豆XTH基因家族共有61个成员,分为3个不同亚组,其中GmXTH38与AtXTH9、AtXTH23位于同一亚组。定量PCR分析结果表明,GmXTH基因家族成员在大豆器官或组织的表达模式不同,其中GmXTH28、GmXTH38、GmXTH41和GmXTH52受LP诱导表达,特别是GmXTH38在大豆根和叶中的表达均受LP诱导。与大豆一致,LP条件下GmXTH38启动子在拟南芥幼苗根、叶的活动强于HP处理。在高磷和中铁(植物正常生长养分需求量)条件下,拟南芥异源超表达GmXTH38抑制拟南芥主根生长、侧根数目和侧根密度。在LP、LFe和HFe胁迫下,与Col-0相比,超表达GmXTH38拟南芥材料主根变短、侧根数和侧根密度减少;超表达GmXTH38导致Col-0侧根形成对LP的敏感性增加;超表达GmXTH38导致Col-0侧根密度在LFe或HFe胁迫条件下下降程度更明显,超表达GmXTH38增加拟南芥主根生长对LFe或HFe的敏感性。【结论】大豆基因组存在61个XTH成员,分别为GmXTH1~GmXTH61。GmXTH38在大豆根叶均受LP诱导。超表达GmXTH38在正常养分条件下抑制拟南芥主根生长和侧根数目;超表达GmXTH38改变拟南芥根系在磷铁养分胁迫条件下的生长。 展开更多
关键词 XTH gmxth38 低磷 铁 大豆 主根 侧根
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