《大豆耐鹽相關基因GmNACx在大豆耐鹽性中的作用機制研究》是依託山東大學，由李朔擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大豆耐鹽相關基因GmNACx在大豆耐鹽性中的作用機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李朔
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
大豆（Glycine max L.）是重要的糧食及經濟作物，耐鹽性較差。大豆基因轉化較難，有關耐鹽基因在大豆耐鹽中的作用研究未見報導。本實驗室建立了一種高效的大豆轉化技術，篩選出耐鹽大豆- - 聖豆9號，建立了其在鹽及非鹽脅迫下的表達譜，比較了它們的表達差異，篩選出NAC轉錄因子基因GmNACx，並獲得其過表達轉基因大豆。在此基礎上，本項目擬開展GmNACx的耐鹽作用機制研究。包括亞細胞定位、轉錄激活活性、組織特異性表達及其在鹽和激素處理下的表達變化；GmNACx RNAi轉基因大豆的獲得及分子鑑定，兩種轉基因大豆耐鹽性、生理指標及耐鹽相關基因表達分析，確定該基因耐鹽功能；分析轉基因大豆及對照轉錄組差異，結合ChIP-sequence，篩選其下游靶基因，進行EMSA、ChIP等驗證，以期揭示該基因調控大豆耐鹽的分子機制，為創建轉基因耐鹽大豆新種質奠定基礎。
結題摘要
大豆是重要農作物，耐鹽性較差，其耐鹽性由多基因控制，因此，大豆耐鹽基因發掘和功能鑑定是實現其耐鹽性改良的前提。目前，有關大豆耐鹽功能基因的發掘和功能鑑定雖有一些報導，但它們的耐鹽功能鑑定大多數是來自於模式生物擬南芥等，加之大豆遺傳轉化尚存在轉化效率低等問題，從而制約了耐鹽基因在大豆中的套用。因此，創製具有自主智慧財產權的轉基因大豆新品種是當務之急。 本研究獲得了一個大豆鹽脅迫相關的轉錄因子基因GmNACx，進行了以下研究： 1、進行了大豆耐鹽基因GmNACx在大豆耐鹽中的作用的研究： （1）完成了GmNACx表達模式、亞細胞定位與轉錄活性分析； （2）利用Southern Blot和qRT-PCR對轉基因大豆進行了分子生物學鑑定，篩選出3個單拷貝、高表達的GmNACx大豆純系以及GmNACx-RNAi轉基因大豆T1代； （3）完成了35S::GmNACx大豆耐鹽性鑑定，發現35S::GmNACx轉基因大豆在不同濃度 NaCl處理後，主根長度及苗生長勢明顯高於對照，而GmNACx-RNAi轉基因大豆與之相反； （4）檢測了轉基因大豆和對照在鹽和非鹽處理下生理生化變化，發現在鹽下，35S::GmNACx植株根莖葉中H2O2、Na+和K+含量高於野生型；脯氨酸含量、SOD和POD活性亦高於對照，表明GmNACx過表達可提高大豆的耐鹽性； （5）分析了在0.4%的鹽鹼地下35S::GmNACx生長情況，發現35S::GmNACx大豆在株高、單節最多莢數、單株結莢總數和單株粒數上均顯著高於野生型大豆。 （6）檢測了35S::GmNACx和對照在鹽處理6h下的轉錄組變化。發現在NaCl處理下，一些ABA、ROS合成關鍵酶基因表達均上調錶達；利用EMSA實驗，證明了GmNACx能直接結合ROS合成酶編碼基因GmRBOHB-1的啟動子，表明GmNACx可能通過直接調控上述基因表達來提高大豆的耐鹽性，解析了該基因在耐鹽中的作用機制。 2、進行了耐鹽鹼轉GmNACx大豆耐鹽新種質選育研究： （1）35S:: GmNACx大豆連續3年種植0.3-0.4%的鹽鹼地上，發現其在株高、單節最多莢數、單株結莢總數和單株粒數上顯著高於對照，證明了該基因的過表達促進了大豆產量和耐鹽鹼能力。 （2）完成了35S:: GmNACx的農業轉基因生物中間試驗，選育出抗鹽、高產的轉基因大豆新品系3個，可望用於大規模鹽鹼地的生
