大豆GmGST7基因耐酸铝功能研究

【目的】耐酸铝基因GsMYB7过表达转化大豆品种‘华春6号’后,从转基因株系的表达谱中获得目标基因GmGST7,该基因受酸铝胁迫诱导上调,且位于GsMYB7基因下游,进一步分析其耐酸铝功能,以期提高大豆酸铝耐受能力。【方法】采用生物信息学方法分析GmGST7基因的碱基序列、蛋白结构域和构建系统进化树。通过烟草叶片瞬时转化法完成亚细胞定位。通过RT-qPCR分析该基因组织表达特异性。设计0、25、50、75和100μmol/L 5个AlCl_(3)浓度梯度,研究GmGST7对酸铝胁迫的响应。在50μmol/L AlCl3处理下,设计0、4、8、12、16、24、36、48和72 h共9个时间梯度,对GmGST7的表达模式进行分析。过表达GmGST7基因遗传转化拟南芥,鉴定阳性植株,并对转基因株系进行耐酸铝表型验证、氧化水平测定、耐酸铝标志基因及下游基因的表达分析。【结果】GmGST7基因位于大豆第7号染色体,序列全长为1128 bp。该基因含有2个外显子和1个内含子,2个外显子分别编码GST高度保守的N端和不保守的C端;GmGST7基因编码226个氨基酸,编码的蛋白为大豆GST蛋白的tau类家族成员,定位于细胞质和细胞核中;GmGST7基因在大豆根、茎、叶、花和幼荚中均有表达,且在根中的表达量最高;GmGST7基因在50μmol/L AlCl3处理24 h时表达最高;AlCl3处理后,野生型拟南芥相对根伸长显著低于转基因株系的,野生型拟南芥氧化水平高于转基因株系的,耐酸铝标志基因和下游基因的表达量在转基因株系中较高。【结论】GmGST7基因属于大豆GST tau类家族成员,在细胞核和细胞质中行使功能,呈组成型表达模式,且在大豆根中表达最高,对酸铝胁迫响应显著;GmGST7过表达通过激活酸铝胁迫标志基因及其下游基因的表达提高拟南芥的酸铝耐受能力。