《大豆核因子YA10正调控转基因拟南芥的抗旱性》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 王晶静
  • 发布时间:2020-12-16
  • 核因子(NF)-Y由NF-ya、NF-yb和NF-yc三个亚基组成,在植物非生物胁迫反应基因表达调控中发挥重要作用。然而,单个大豆NF-YA蛋白对干旱胁迫的响应功能尚不清楚。本研究克隆了大豆NF-YA亚基基因GmNF-YA10,并对其在干旱胁迫下的响应功能进行了鉴定。GmNF-YA10在大豆组织中广泛表达,并特异定位于细胞核中。在大豆根中,GmNF-YA10基因的转录水平是通过聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫和脱落酸(ABA)处理诱导的。在甘露醇胁迫下,转基因拟南芥过表达GmNF-YA10的发芽率高于野生型拟南芥。在干旱胁迫后,过表达GmNF-YA10的转基因拟南芥存活率、相对含水量、ABA含量、脯氨酸含量和叶绿素含量均高于野生型拟南芥,而失水率、丙二醛和蔗糖含量均低于野生型拟南芥,说明过表达GmNF-YA10的转基因拟南芥比野生型拟南芥具有更好的抗旱性。在ABA处理下,过表达GmNF-YA10的转基因拟南芥的根长度短于野生型拟南芥,气孔关闭的程度大于野生型拟南芥,表明过表达GmNF-YA10的转基因拟南芥在萌发后期对ABA更敏感。转录组测序和实时定量PCR分析显示GmNF-YA10影响ABA依赖性和ABA非依赖性信号通路基因的表达。这些结果表明GmNF-YA10通过依赖ABA和非依赖ABA的信号转导途径显著提高了转基因拟南芥的抗旱性。

  • 原文来源:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0098847220302756?via%3Dihub
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    •  近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牧草种质资源保护与利用科技创新团队发现黄花苜蓿抗旱调控关键基因ERF053,为进一步提高转基因植物抗逆性和开展牧草抗逆遗传改良研究提供了基因资源和参考。相关研究成果发表在《植物科学前沿(Frontiers in Plant Science)》上。   黄花苜蓿是一种重要的豆科牧草,具有较强的抗旱性,可作为牧草分子育种的重要基因源。在该研究中,科研人员通过对黄花苜蓿施用甘露醇来模拟干旱胁迫,分析了黄花苜蓿幼苗在不同处理时间点的形态和生理生化指标变化,筛选了黄花苜蓿中差异表达并显著响应干旱胁迫的候选基因。   该研究发现,有四个ERF转录因子基因与黄花苜蓿干旱胁迫密切相关,其中MfERF053基因在黄花苜蓿根中表达水平最高。进一步研究表明,当MfERF053在模式植物拟南芥中过量表达时,植株的根系长度、侧根数量和鲜重在干旱、盐胁迫和外源脱落酸处理的条件下明显优于野生型对照。过表达MfERF053基因的植株在土壤中生长时,其状态也明显优于野生型对照。目前,该基因也已在紫花苜蓿中过量表达,可用于进一步阐明其调控机制并应用于紫花苜蓿的抗逆性状改良。   该研究得到国家自然科学基金和国家现代农业产业技术体系项目的支持。(通讯员 付松川)   原文链接:http://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.995754/full
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    • NF-YA转录因子在调节严重威胁作物产量的非生物胁迫的耐受性方面发挥作用。在本研究中,大豆中的NF-YA基因GmNFYA13受到盐、干旱、ABA和H2O2的强烈诱导,并受到ABA合成抑制剂钨酸钠的抑制。在苗期和花期的不同组织中检测到GmNFYA13转录子,其根中的表达量最高。GmNFYA13是一种具有自激活活性的核定位蛋白。与野生型植株相比,转基因拟南芥植株过表达GmNFYA13,应激相关基因的转录水平较高,表现出ABA的超敏性,对盐和干旱胁迫的耐受性增强。此外,GmNFYA13的过表达可以提高OE大豆植株的耐盐性和耐旱性,抑制GmNFYA13则会产生相反的结果。此外,GmNFYA13可以与GmSALT3、GmMYB84、GmNCED3、GmRbohB启动子结合,调控其体内表达丰度。本研究数据表明GmNFYA13增强了大豆植株的耐盐性和耐旱性。