摘要
[目的]本文旨在对编码栽培大豆(Glycine max)油体蛋白(oleosin,OLE)的GmOLE2基因进行功能研究,分析其蛋白结构、在油脂合成中的调控作用以及对非生物胁迫的响应.[方法]运用生物信息学方法,分析其蛋白保守结构、亲疏水性以及进化关系;利用农杆菌侵染获得转基因拟南芥纯合株系,并利用气相色谱检测转基因拟南芥种子脂肪酸组分;对转基因拟南芥进行多种非生物胁迫处理,观察并统计相关性状和指标.[结果]GmOLE2蛋白具有OLE蛋白家族高度保守的结构域——脯氨酸结,且蛋白中间部分是一个由约24个氨基酸组成的超长疏水性结构域.GmOLE2是种子特异性表达的基因,过表达GmOLE2导致拟南芥种子内总蛋白含量增加约25％,总可溶糖含量下降10％,油脂含量下降约10％,饱和脂肪酸和三不饱和脂肪酸含量减少,单不饱和脂肪酸含量增加.过表达GmOLE2拟南芥种子可以缓解冻害,-20℃处理后的种子萌发率仍达到75％,是野生型萌发率的2倍.GmOLE2 mRNA积累受MeJA和ABA调控:10μmol·L-1 MeJA处理GmOLE2过表达拟南芥幼苗,其主根生长受到抑制的情况下,侧根丰度及长度显著大于未处理组,且在24 h内GmOLE2基因表达量显著增加,是未处理组的8～10倍.将GmOLE2过表达拟南芥的种子播种在含0.5μmol·L-1 ABA的培养基上,萌发3 d后,经RT-qPCR检测发现GmOLE2基因表达量显著升高,是未处理组的8倍.[结论]GmOLE2基因具有典型油体蛋白结构特征.在拟南芥中过表达GmOLE2基因,虽然减少种子总油含量但可以调节脂肪酸构成,且其种子具有较好的抗冻性,可受MeJA和ABA诱导表达参与植物对非生物胁迫的响应.
基金项目
国家转基因生物新品种培育重大专项(2018ZX08004003)
南京农业大学高层次人才启动基金(680804016)
江苏省自然科学基金(BK20200555)
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