大豆谷胱甘肽还原酶基因的扩增及连作胁迫应答

利用数据库Phytozome获得大豆胱甘肽还原酶(Glutathione reductase,GR)基因4个成员的编码序列(Coding sequence,CDS)序列,以大豆叶片和根中RNA为模板,经RT-PCR扩增获得Glyma10g03740和Glyma02g16010基因,二者大小均为1638 bp,基因结构相似;获得Glyma16g27210和Glyma02g08180基因,二者结构相似,基因大小均为1506 bp。系统进化分析显示,Glyma10g03740/Glyma02g16010和Glyma16g27210/Glyma02g08180蛋白聚类于不同分支,但分别都与豇豆、尖叶菜豆和芸豆亲缘关系最近。4个成员的结构域相同,均含有FAD/NAD-binding_dom结构域和Pyr_nucl-dis_OxRdtase_dimer结构域。三级结构显示Glyma16g27210和Glyma02g08180构象相似,Glyma10g03740和Glyma02g16010构象相似,4个蛋白均以二聚体结构存在,互作蛋白完全相同,包括2个硫氧还蛋白还原酶和8个硫氧还蛋白。RT-qPCR方法分析GRs基因对连作逆境的响应,结果显示,在连作胁迫下,敏感品种HF55的GRs基因表达在根中启动较早(出苗后15 d内),而叶片中启动较晚,出苗后45 d时表达仍呈上升趋势;对于抗性品种KX8,根和叶片中GRs基因各成员均在出苗后15~45 d表达量达到最高,30 d时根中GRs基因总表达量增加达19.03倍,叶片中GRs基因总表达量增加2.50倍。

大豆DNA脱甲基化酶相关基因的克隆及连作胁迫应答

利用大豆基因组数据库Phytozome v12.1.6获得大豆DNA脱甲基化相关基因Glyma03g34860和Glyma10g07601的CDS序列,以大豆叶片RNA为模板,RT-PCR克隆获得Glyma03g34860基因大小为5226 bp,Glyma10g07601基因大小为6045 bp。利用STRING在线软件预测这两个转录本的互作蛋白质完全一致,主要互作蛋白8个,包括一个AP位点裂解酶和2个RNA聚合酶亚基;采用qRT-PCR分析他们对大豆连作综合逆境胁迫的响应。结果表明:连作综合逆境胁迫使Glyma03g34860和Glyma10g07601的表达均不同程度上调,其中,Glyma10g07601基因在大豆品种安达农家、黑大豆、绥农14和黑农40达显著水平(P<0.05),分别增加1.37、1.22、1.98倍和1.67倍;Glyma03g34860基因在大豆品种垦丰16、绥农14达显著水平(P<0.05),分别增加1.62倍和1.65倍,因此推测他们可能通过使基因组DNA脱甲基化而参与大豆连作综合逆境胁迫的响应。