大豆耐低磷相關(guān)基因GmSPX3的功能分析和互作蛋白的篩選.pdf

1、作為植物所必須的基本礦質(zhì)元素之一，磷參與了植物的細胞構(gòu)成以及許多生理生化過程。盡管土壤中的磷含量不低，但能夠直接被植物利用的有效磷卻很少。因此，發(fā)掘植物自身的遺傳潛力并且培育磷高效利用新品種是非常必要的。在最近關(guān)于植物低磷響應(yīng)的研究中，SPX結(jié)構(gòu)域被發(fā)現(xiàn)。它在植物磷平衡中起到了重要作用，但在大豆中幾乎沒有報道。為研究大豆中一個與擬南芥AtSPX1具有較高同源性的基因—GmSPX3的基礎(chǔ)功能，同時篩選與其互作的大豆耐低磷調(diào)控相關(guān)基因，本研

2、究進行了基因克隆和其他相關(guān)研究，獲得以下主要結(jié)果:
　　1.在NCBI數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)已知的擬南芥AtSPX1序列進行搜索，獲得一條與其具有60％同源性的大豆基因，命名為GmSPX3。GmSPX3總長度為870 bp，位于大豆第4號染色體上。生物信息學(xué)分析顯示GmSPX3與擬南芥的SPX具有相同的蛋白結(jié)構(gòu)域及基因結(jié)構(gòu)。對大豆品種Williams82進行低磷處理，GmSPX3在大豆葉片和根中熒光定量PCR分析結(jié)果表明，GmSPX3的表

3、達量隨著處理時間延長而增加，并且在恢復(fù)全磷處理后該基因的表達量大幅降低。構(gòu)建亞細胞定位融合表達載體pMDC83-GFP-GmSPX3，轉(zhuǎn)化洋蔥內(nèi)表皮細胞和擬南芥原生質(zhì)體，兩個亞細胞定位實驗結(jié)果均表明GmSPX3定位于細胞核內(nèi)。構(gòu)建過表達載體pCAMBIA3301-GmSPX3，采用滴花法轉(zhuǎn)化擬南芥。磷濃度測定結(jié)果顯示，低磷處理后，轉(zhuǎn)基因T3代植株的磷含量低于野生型植株的磷含量。
　　2.對大豆材料Williams82進行低磷處理，

4、取處理10天的根作為材料，采用Gateway技術(shù)構(gòu)建了低磷處理大豆根系酵母雜交cDNA文庫。利用GmSPX3作為誘餌基因進行文庫篩選，最終經(jīng)過多次驗證后得到了21個陽性克隆。在陽性克隆中選擇了兩個轉(zhuǎn)錄因子Gm UNE12和GmPosF21作為候選基因進行研究，通過酵母雙雜交和雙分子熒光互補實驗分別驗證了GmUNE12與GmSPX3，GmP osF21與GmSPX3的相互作用。在低磷處理后，GmUNE12和GmPosF21熒光定量分析結(jié)果