大豆GmCYS20基因在百脉根共生结瘤过程中的功能研究

摘要：

半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cystatin)参与豆科植物与根瘤菌共生结瘤过程.克隆了大豆的1个半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因GmCYS20,基因编码区全长为291 bp.氨基酸多序列比对分析发现,大豆GmCYS20蛋白与野生大豆cystatin蛋白相似性高达99％.构建Gm CYS20基因的植物表达载体,通过发根农杆菌介导的百脉根发状根转化法获得转GmCYS20基因复合体植株,利用GUS染色和RT-PCR方法鉴定阳性发状根.复合体植株接种根瘤菌4周后,转GmCYS20基因植株结瘤数目明显高于空载体对照,结瘤指示基因的转录水平也呈上升趋势.进一步对接种10 d复合体植株中根瘤菌的侵染表型进行统计发现,过量表达GmCYS20基因并不影响根瘤菌的侵染过程,而是在根瘤起始与发育阶段发挥正调控作用.结果表明:GmCYS20基因通过促进根瘤的起始与发育,从而参与调控共生结瘤过程.研究结果可为揭示豆科植物与根瘤菌的共生互作机制提供新的分子生物学证据.

关键词：大豆、半胱氨酸蛋白酶抑制剂、百脉根、共生结瘤、根瘤发育

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资助基金：国家自然科学基金项目31400213;河南省科技攻关计划项目182102110448;农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室开放课题基金2017002;信阳师范学院青年骨干教师资助计划2015;信阳师范学院“南湖学者奖励计划”青年项目2016

在线出版日期：2018-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：132-141