三個(gè)大豆質(zhì)膜內(nèi)在蛋白(PIP)的表達(dá)調(diào)控及功能研究.pdf

1、大豆是重要的糧食和經(jīng)濟(jì)作物。大豆生長過程中經(jīng)常會(huì)受干旱、鹽堿、病蟲害等脅迫，克隆并研究具抗逆功能的大豆功能基因意義重大。水通道蛋白是一類與水分運(yùn)輸直接相關(guān)的蛋白，在耐鹽抗旱中發(fā)揮重要作用，大豆基因組中共有66個(gè)水通道蛋白家族(AQPs)成員，其中質(zhì)膜內(nèi)在蛋白(PIPs)有22個(gè)，這些基因在耐鹽抗旱中的功能尚未見報(bào)導(dǎo)。本研究通過轉(zhuǎn)基因等手段研究了三個(gè)與大豆根系水導(dǎo)率相關(guān)的功能基因GmPIP1;6，GmPIP2;9和GmPIP2;1在耐鹽抗

2、旱方面的功能及其調(diào)控。通過與綠色熒光蛋白GFP的融合表達(dá)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)GmPIP1;6和GmPIP2;1都定位在質(zhì)膜上。熒光定量PCR分析發(fā)現(xiàn)，GmPIP1;6和GmPIP2;1都在豆莢、花、根和莖中表達(dá)較強(qiáng)，葉片中幾乎沒有表達(dá);GmPIP2;9主要在根和豆莢中表達(dá)，其中根中表達(dá)最強(qiáng)，莖和葉中表達(dá)較弱;GmPIP1;GmPIP2;1和GmPIP2;9在鹽處理時(shí)，基因在葉片中表達(dá)上調(diào);干旱脅迫能夠誘導(dǎo)GmPIP2;9的表達(dá)。
　　通過大

3、豆轉(zhuǎn)基因，獲得了GmPIP2;9啟動(dòng)子連接GUS報(bào)告基因的轉(zhuǎn)基因大豆植株，切片分析表明，報(bào)告基因主要在根的內(nèi)外皮層和中柱、莖的內(nèi)外皮層及木質(zhì)部表達(dá)。為了明確三個(gè)目的基因的生理功能，通過轉(zhuǎn)基因方式獲得了超表達(dá)GmPIP1;6, GmPIP2;1和GmPIP2;9的轉(zhuǎn)基因大豆，分別命名為GmPIP1;6-oe，GmPIP2;1-oe和GmPIP2;9-oe。在正常生長條件下各轉(zhuǎn)基因株系生長與野生型無異;在鹽脅迫條件下，三個(gè)基因的超表達(dá)轉(zhuǎn)基因

4、大豆生長均優(yōu)于野生型植株，葉片SPAD值明顯高于野生型，葉片Na+含量明顯低于野生型。其中GmPIP1;6-oe在凈光合作用、增騰速率和氣體交換較野生型也有明顯升高。GmPIP2;9-oe在20％的PEG8000模擬干旱處理并回復(fù)后，比野生型生長狀態(tài)好，葉片相對(duì)失水速率低;在土培干旱和正常培養(yǎng)時(shí)凈光合作用、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度都比野生型高;在極度干旱并回復(fù)澆水野生型無法恢復(fù)生長而死亡的情況下，能夠恢復(fù)生長。
　　綜上，GmPIP1;