大豆自噬关键基因GmATG8c在氮高效、高产转基因新品种培育中的应用研究

氮素利用效率关键基因的分离和鉴定对于利用转基因技术进行氮高效、高产作物新品种的培育具有重要意义。课题组从大豆中分离鉴定了细胞自噬关键基因GmATG8c,并分别在转基因大豆和拟南芥中开展了对该基因的功能分析,证明GmATG8c在氮高效、高产转基因大豆新品种培育中具有重要价值。文章对相关进展进行了全面总结。

过表达GmATG8c基因提高大豆的低氮耐受性和产量

大豆是一种高需氮素作物,其籽粒发育所需氮素在很大程度上来源于"源"器官中氮素的再动员,而细胞自噬是植物进行氮素再动员的主要形式之一。为了研究大豆细胞自噬关键基因GmATG8c的功能,本文利用35S启动子驱动GmATG8c基因在大豆中过表达。通过农杆菌介导的大豆子叶节转化法获得了3个独立的单拷贝35S:GmATG8c转基因大豆株系,半定量RT-PCR结果显示,所有转基因株系中目的基因均得到了高效表达。进一步对转基因大豆株系进行的低氮耐受性和产量相关性状分析结果表明,在低氮培养条件下,35S:GmATG8c转基因大豆的生长速率加快,二级分枝数和单株粒数增多,百粒重增加,单株产量显著提高。说明GmATG8c是一个具有提高NUE(nitrogen use effi ciency)育种潜力的基因。