丹波黑大豆GmDREPP基因的克隆与耐铝性

作者：王燚; 魏运民; 余世田; 韩蓉蓉; 颉永红; 刘卢生; 蒋曹德; 玉永雄^*

来源：浙江农业学报, 2020, 32(06): 941-952.

• 发育调节质膜多肽基因(GmDREPP)
• 耐铝性
• 柠檬酸分泌
• 转基因

发育调节质膜多肽(developmentally-regulated plasma membrane polypeptide, DREPP)是一类植物特异性蛋白,参与植物对生物和非生物胁迫的响应与调控。本研究以耐铝丹波黑大豆(Glycine max cv. Tamba)为试验材料,克隆获得编码丹波黑大豆GmDREPP蛋白基因的CDS序列,构建组成型过表达载体pCXSN-GmDREPP,成功遗传转化烟草(Nicotiana tabacum),并运用qRT-PCR定量技术研究GmDREPP基因在丹波黑大豆中的表达情况。结果表明,铝胁迫下GmDREPP在丹波黑大豆的根、茎、叶、子叶中均有表达,根中又以根尖的表达量最高;GmDREPP的根尖表达水平随Al3+浓度增加而上升,Al3+浓度高于50μmol·L-1后其表达量无显著变化。对转基因烟草阳性植株进行RT-PCR分析,选取3个表达水平较高的转基因株系(GmDREPP-2、GmDREPP-4、GmDREPP-5)进行耐铝性分析,结果表明:(1)50μmol·L-1 Al3+处理24 h后转基因烟草根的相对伸长量、NtALS3和NtMATE的表达量与柠檬酸分泌量均极显著(P<0.01)高于野生型;(2)与野生型相比,转基因植株根系过氧化物酶(peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性极显著(P<0.01)升高,而丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量较野生型极显著(P<0.01)降低;(3)伊文思蓝和苏木精染色结果显示,转基因烟草根尖颜色较野生型浅,说明受铝毒害减轻。通过在烟草中过表达GmDREPP基因的研究,证明该基因具有增强耐铝性的功能,可以为培育耐铝新品种提供基因资源。

• 单位
  动物科技学院; 西南大学