大豆GmGST7基因耐酸铝功能研究

[目的]耐酸铝基因GsMYB7 过表达转化大豆品种'华春 6 号'后,从转基因株系的表达谱中获得目标基因GmGST7,该基因受酸铝胁迫诱导上调,且位于GsMYB7 基因下游,进一步分析其耐酸铝功能,以期提高大豆酸铝耐受能力.[方法]采用生物信息学方法分析GmGST7 基因的碱基序列、蛋白结构域和构建系统进化树.通过烟草叶片瞬时转化法完成亚细胞定位.通过RT-qPCR分析该基因组织表达特异性.设计0、25、50、75 和 100 μmol/L 5 个AlCl3 浓度梯度,研究GmGST7 对酸铝胁迫的响应.在 50 μmol/L AlCl3 处理下,设计 0、4、8、12、16、24、36、48 和 72h共 9 个时间梯度,对GmGST7 的表达模式进行分析.过表达GmGST7 基因遗传转化拟南芥,鉴定阳性植株,并对转基因株系进行耐酸铝表型验证、氧化水平测定、耐酸铝标志基因及下游基因的表达分析.[结果]GmGST7 基因位于大豆第 7 号染色体,序列全长为 1 128 bp.该基因含有 2 个外显子和 1 个内含子,2 个外显子分别编码GST高度保守的N端和不保守的C端;GmGST7 基因编码 226 个氨基酸,编码的蛋白为大豆GST蛋白的tau类家族成员,定位于细胞质和细胞核中;GmGST7 基因在大豆根、茎、叶、花和幼荚中均有表达,且在根中的表达量最高;GmGST7 基因在 50 μmol/L AlCl3 处理 24h时表达最高;AlCl3 处理后,野生型拟南芥相对根伸长显著低于转基因株系的,野生型拟南芥氧化水平高于转基因株系的,耐酸铝标志基因和下游基因的表达量在转基因株系中较高.[结论]GmGST7 基因属于大豆GST tau类家族成员,在细胞核和细胞质中行使功能,呈组成型表达模式,且在大豆根中表达最高,对酸铝胁迫响应显著;GmGST7 过表达通过激活酸铝胁迫标志基因及其下游基因的表达提高拟南芥的酸铝耐受能力.