紫花苜蓿甘氨酸脱羧酶H-蛋白基因MsGDC-H1功能分析

摘要：

光呼吸通过清除2-磷酸乙醇酸(2-PG)使氧合光合作用成为可能,该过程对C3植物至关重要.H-蛋白是光呼吸过程中将甘氨酸转化为丝氨酸的甘氨酸脱羧酶(GDC)的关键组成蛋白之一.本研究克隆了紫花苜蓿MsGDC-H1,该基因编码166个氨基酸,具有1个硫辛酰基附着位点保守结构域和1个N6-硫辛酰赖氨酸保守位点.进化分析表明,MsGDC-H1蛋白与双子叶植物的甘氨酸脱羧酶H-蛋白(GDC-H)亲缘关系近.表达模式分析表明,MsGDC-H1在苜蓿叶中表达丰度高,且受光诱导.为了探究MsGDC-H1基因对拟南芥生长的影响,分别使用光诱导的茎叶特异性启动子ST-LS1和组成型启动子CaMV 35S驱动MsGDC-H1(ST-LS1::MsGDC-H1;CaMV 35S::MsGDC-H1)在拟南芥中异源表达.检测过表达植株生物量、淀粉、可溶性糖含量以及光合速率.数据分析显示,CaMV 35S::MsGDC-H1过表达拟南芥(G系列植株)生长受阻,淀粉含量比ST-LS1::MsGDC-H1特异性表达拟南芥(GS系列植株)增加了34％～67％,比野生型(WT)增加了7.3％～33.7％;可溶性糖含量比GS系列降低了36％～38％,比WT增加了44.3％～49.7％;与WT相比,GS系列植株生长更快,淀粉含量无显著差异(P>0.05),可溶性糖含量显著增加(P<0.05).试验结果表明,MsGDC-H1基因在调控拟南芥光合速率、碳水化合物合成以及生长等方面发挥重要作用,未来可作为提高苜蓿产量的基因工程育种候选基因.

关键词：甘氨酸脱羧酶H-蛋白、产量、光合速率、糖含量、拟南芥

所属期刊栏目：31

分类号：Q943.2;S512.1;S601

资助基金：内蒙古自治区科技重大专项;现代农业产业技术体系

在线出版日期：2023-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：95-105