过表达或沉默棉花GhPCBER基因株系的获得及其茎叶木质素和木脂素含量研究

论文摘要

编码苯基香豆满苄基醚还原酶（phenylcoumaran benzylic ether reductase,PCBER）的基因PCBER属于PIP亚家族,是苯丙烷代谢途径中参与木脂素合成的关键基因。该研究构建了棉花GhPCBER基因的植物过表达载体并转化拟南芥,同时构建了VIGS（virus induced gene silencing,病毒诱导的基因沉默）载体转化棉花,采用实时荧光定量PCR技术对GhPCBER基因在不同组织中的表达进行分析;对野生型和转基因植株茎叶组织中的木质素和木脂素含量进行测定分析。结果表明:（1）成功构建了GhPCBER植物过表达载体pGWB17-GhPCBRE以及基因沉默重组载体pTRV2-GhPCBER;经遗传转化获得6株转棉花GhPCBER基因抗性拟南芥植株,同时获得15株GhPCBER基因沉默棉花植株（5株为一组）。（2）PCR检测表明,6株转基因拟南芥均为过表达株系,其中株系1、2、3相对表达量更高,且在茎、叶组织中的表达量分别较野生型提高了7～14倍和6～16倍,表明GhPCBER基因成功在拟南芥中过表达;GhPCBER基因沉默棉花植株的茎、叶组织中的表达量分别比野生型棉株约下降12%和26%,表明烟草脆裂病毒（TRV）体系（pTRV2-GhPCBER）成功抑制了GhPCBER基因的表达。（3）转GhPCBER基因拟南芥茎、叶中木质素和木脂素含量较野生型均显著降低;GhPCBER基因沉默棉花植株茎、叶中木质素和木脂素含量较野生型均极显著降低;组织化学染色观察发现GhPCBER基因沉默棉花植株茎秆颜色明显比野生型染色浅,也证明沉默基因棉花植株茎秆中的木质素含量减少。（4）苯丙烷代谢通路中8个相关基因的实时荧光定量PCR分析发现,过表达或抑制GhPCBRE基因均会导致苯丙烷代谢途径发生重新定向。

论文目录

• 1 材料和方法
•   1.1 材料
•   1.2 方法
•     1.2.1 GhPCBER基因的克隆
•     1.2.2 GhPCBER过表达载体和VIGS载体的构建
•     1.2.3 拟南芥的遗传转化及转基因植株的PCR鉴定
•     1.2.4 棉花的侵染
•     1.2.5 qRT-PCR分析
•     1.2.6 木质素的提取及含量测定
•     1.2.7木脂素的提取及含量测定
•     1.2.8木质素染色
• 2 结果与分析
•   2.1 GhPCBER过表达和VIGS载体的构建及鉴定
•   2.2 转GhPCBER基因植株的鉴定
•   2.3 过表达GhPCBER基因拟南芥和GhPCBER基因沉默棉花对植株茎叶木质素和木脂素含量的影响
•     2.3.1 不同材料植株茎叶木质素含量比较
•     2.3.2 不同材料植株茎叶木脂素含量比较
•     2.3.3 GhPCBER基因沉默后棉花茎组织木质素染色变化
•   2.4 不同材料木质素、木脂素合成相关基因的表达分析
• 3 讨论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘瑾,梁其干,张迎春,张新宇,李艳军,孙杰

关键词: 陆地棉,拟南芥,苯基香豆满苄基醚还原酶,木质素,木脂素

来源: 西北植物学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农作物

单位: 石河子大学生命科学学院,石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室

基金: 国家自然科学基金(31460360),石河子大学动植物育种专项重点项目(YZZX201601)

分类号: S562;Q943.2

页码: 1-11

总页数: 11

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