GmNF-YA7调节拟南芥响应低磷胁迫及开花的功能研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:claverchou
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NF-Y(Nuclear Factor Y,NF-Y)是一种重要的转录调控因子,在动植物生长发育和逆境响应方面起重要作用。NF-Y是由NF-YA(Nuclear Factor Y,Subunit A)、NF-YB和NF-YC组成的异源三聚体。最近研究揭示:NF-YA参与植物体许多生理过程,包括胚胎发育、种子发育及萌发、花的发育、根和根瘤发育等重要的生理过程,此外在植物应答非生物胁迫方面起着重要的调节作用。但目前我们对NF-YA响应养分胁迫的功能的了解还很有限,特别是对大豆NF-YA在响应低磷和低氮胁迫等方面的功能了解还较少。我们前期研究发现,大豆NF-YA7(Gm NF-YA7)受低磷胁迫诱导。本研究首先通过定量PCR技术明确Gm NF-YA7对低磷胁迫的响应,分析了Gm NF-YA7的亚细胞定位,然后对异源表达Gm NF-YA7对拟南芥响应氮磷养分胁迫和干旱胁迫的影响进行了分析。主要结果如下:(1)与对照相比,在缺磷和缺氮条件下,Gm NF-YA7在幼苗期大豆叶部中的表达量均显著上调,而在根部中,Gm NF-YA7的表达量与对照相比则无明显变化;在钾、铁营养元素缺乏的条件下,Gm NF-YA7在叶部和根部中的表达量与对照组相比均无明显变化。(2)亚细胞定位试验表明,Gm NF-YA7定位于细胞核和细胞膜。(3)在正常供磷条件下,和野生型相比,在拟南芥体内过表达Gm NF-YA7基因对植物的主根长、侧根数、侧根密度等方面没有明显影响,而在低磷条件下,过表达Gm NF-YA7转基因拟南芥植株的突破表皮的侧根数显著大于野生型(Col-0);在正常供氮条件下,和Col-0相比,过表达Gm NF-YA7基因对拟南芥的主根长、侧根数、侧根长度及侧根密度等方面没有明显影响,而在低氮条件下,过表达Gm NF-YA7拟南芥侧根数、侧根长度、侧根密度显著大于野生型。(4)过表达Gm NF-YA7拟南芥抽薹1 cm时的莲座叶片数及开第一朵花的时间上都显著大于Col-0。在种子萌发后生长第25天时,过表达材料的株高显著小于Col-0,而在萌发后生长第35天时,过表达材料则与Col-0在株高上无显著差异。外施GA能使过表达材料在抽薹1 cm时的莲座叶数和开花时间与Col-0一致。这些结果说明,过表达Gm NF-YA7可能降低体内GA含量。(5)与Col-0相比,过表达Gm NF-YA7转基因株系中的At GA2ox2和At GA2ox3表达量均显著上调,而At GA3ox2和At GA20ox2在过表达Gm NF-YA7株系中的表达量均显著下调;与Col-0相比,促进开花的相关基因CO、AP1、SOC1和LFY的表达量在过表达Gm NF-YA7株系中均显著下调,而抑制开花的基因FLC的表达量在过表达Gm NF-YA7株系中则显著上调。(6)分别用不同浓度的山梨醇和不同水势的聚乙二醇(8000)处理拟南芥,结果表明,过表达Gm NF-YA7拟南芥的主根、侧根数及侧根密度均显著大于Col-0,说明过表达Gm NF-YA7增强拟南芥耐渗透胁迫。综上所述,本研究确定了Gm NF-YA7对磷氮胁迫的响应模式,Gm NF-YA7的亚细胞定位,以及过表达Gm NF-YA7对拟南芥生长发育和响应低磷、低氮和干旱胁迫的影响。为今后进一步研究大豆NF-YA7调节应对低磷、低氮和干旱胁迫的分子机制,及其调节植物开花的作用机制打下了基础。
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