杧果Fe-S簇装配基因MiISU1的生物学功能

Fe-S簇装配机制相关基因在植物生长发育过程中起重要作用,克隆参与杧果线粒体Fe-S簇装配机制的ISU1,并分析其生物学功能,为研究热带果树Fe-S簇装配的分子机制提供基因资源和理论支撑。利用同源克隆法获得杧果MiISU1,通过实时荧光定量PCR分析该基因的组织特异性表达特征及其在转录水平对不同铁素处理的响应情况,创制MiISU1超表达转基因拟南芥株系并分析其潜在的生物学功能。结果表明,从二倍体杧果‘桂热82’中克隆获得MiISU1,在幼果中的表达水平最高,其次是在成熟果实、盛开期花朵和新生叶片中,而在新生根和新生韧皮部中的表达量较低;缺铁处理显著抑制了MiISU1在一年生杧果嫁接幼苗根中的表达量,而高铁毒害显著增强了MiISU1在整株幼苗不同组织中的表达量。此外,超表达MiISU1显著促进了转基因拟南芥的生长、铁素富集水平、叶片叶绿素含量、硝酸还原酶、乌头酸酶和琥珀酸脱氢酶的酶活力,通过增强转基因植株的根系发育进而提升对缺铁胁迫的耐受能力。MiISU1在杧果铁素营养和代谢中发挥作用,其活性受铁素供应水平的调控。