bHLH104在提高植物缺鐵耐受方面的應(yīng)用
鐵是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素之一。植物經(jīng)常遭受缺鐵土壤環(huán)境，頻繁發(fā)生在石灰質(zhì)和堿性土壤中。缺鐵導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量下降，同時(shí)也是人類缺鐵性貧血癥的主要根源。生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化技術(shù)是目前世界公認(rèn)的解決這些問(wèn)題的有效方法。bHLH104是正調(diào)控植物鐵穩(wěn)態(tài)的一個(gè)正調(diào)控因子，過(guò)量表達(dá)該基因可促進(jìn)鐵的過(guò)量積累，但同時(shí)導(dǎo)致植物育性降低。組織特異性的啟動(dòng)子可能是避免該問(wèn)題的一個(gè)策略。
版納植物園植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)青年科學(xué)家小組和植物分子生物學(xué)研究組聯(lián)合指導(dǎo)的碩士生王策選擇了三種不同類型的受缺鐵響應(yīng)但在不同組織和器官特異表達(dá)的啟動(dòng)子(ProIRT1, ProMYB72和ProbHLH100)來(lái)驅(qū)動(dòng)bHLH104-GFP融合基因的表達(dá)，并獲得了相應(yīng)的三種不同的轉(zhuǎn)基因植株。缺鐵實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ProIRT1:bHLH104-GFP植株對(duì)缺鐵異常敏感，ProbHLH100:bHLH104-GFP植株表現(xiàn)出輕微的缺鐵耐受性，而ProMYB72:bHLH104-GFP則表現(xiàn)出最強(qiáng)的缺鐵耐受性。在堿性土壤中，ProIRT1:bHLH104-GFP植株幾乎完全不育，ProbHLH100:bHLH104-GFP植株的種子產(chǎn)量類似于野生型，而ProMYB72:bHLH104-GFP植株的產(chǎn)量比野生型提高40%左右且其種子鐵含量比野生型提高45%左右。
本研究表明，利用MYB72啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)bHLH104-GFP的表達(dá)可以有效提高擬南芥的缺鐵耐受性、種子產(chǎn)量以及鐵含量。本研究為利用生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化技術(shù)培育耐受缺鐵環(huán)境和富鐵的植物品種提供了一種可行有效的策略。該成果以Fe-deficiency-induced expression ofbHLH104enhancesFe-deficiency tolerance ofArabidopsis thaliana為題發(fā)表于Planta。
碩士研究生王策為該文的第一作者，梁崗副研究員和余迪求研究員為該文的共同通訊作者。項(xiàng)目受到了青年促進(jìn)會(huì)，云南省中青年學(xué)術(shù)帶頭人后備人才項(xiàng)目和云南省創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)的資助，在此表示感謝。
滇ICP備13004273號(hào) 滇公網(wǎng)安備53282302000011號(hào)
今日頭條
官方微博
微信公眾號(hào)
官方抖音號(hào)