摘要
二氢黄酮醇-4-还原酶(dihydroflavonol-4-reductase,DFR)在植物的花青素合成中发挥关键催化作用.花青素能保护组织免受非生物胁迫诱发的氧化应激,也可以作为螯合剂促进植物对铁的吸收.本研究克隆了大豆(Glycine max)GmDFR基因(GenBank No.MN547961)CDS及其启动子片段pGmDFR(GenBank No.MW455109),并对其生物信息学和抵御缺铁胁迫的功能进行了分析.结果显示,GmDFR的CDS全长1020 bp,编码339个氨基酸.GmDFR具有典型的PLN02650和WcaG超家族结构域,属于DFR和核苷二磷酸糖异构酶家族,GmDFR蛋白不是跨膜蛋白.系统发育分析表明,大豆GmDFR与野生大豆(G.soja)GsDFR的相似度最高,为99.12％.半定量RT-PCR检测表明GmDFR在大豆各组织中均有表达,且在根中表达水平最高.克隆获得启动子片段pGmDFR,含有多个激素和逆境胁迫响应元件.缺铁(0 mmol/L Fe-EDTA)胁迫下转GmDFR基因烟草(Nicotiana tabacum)的花青素含量、叶绿素含量显著高于野生型(P<0.05);丙二醛及过氧化氢、超氧阴离子含量显著低于野生型(P<0.05);而抗氧化酶(SOD,POD和CAT)活性显著高于野生型(P<0.05),表明转GmDFR烟草具有一定的抵御缺铁胁迫的能力.本研究为GmDFR在大豆抵抗缺铁胁迫及提高抗氧化能力中的应用提供科学依据,也为大豆分子育种提供新的基因资源.
基金项目
国家自然科学基金(31972507)
国家自然科学基金区域联合基金(U21A20182)
黑龙江省杰出青年基金(JQ2019C003)
赛信生物科技有限公司科技开发项目(202101)
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