大豆黃酮形成的誘導因素及其分子機理的研究

《大豆黃酮形成的誘導因素及其分子機理的研究》是依託上海交通大學，由王彪擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大豆黃酮形成的誘導因素及其分子機理的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王彪
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

大豆黃酮合成酶基因在茉莉酸和葡萄糖脅迫下表達顯著增強。本項目著重研究大豆植株在受到大豆疫霉根腐菌的細胞壁β-葡聚糖、乾旱以及鹽處理等生物和非生物脅迫條件下黃酮合成酶基因在根、莖、葉等部位中的表達。以gfp和gusA為報告基因，採用啟動子5′端部分缺失的方法，對預測的啟動子中應答茉莉酸、乾旱脅迫、MYB因子的順式作用元件進行功能分析，研究大豆黃酮合成酶基因啟動子中關鍵的誘導調控元件。採用凝膠遷移滯後實驗，確定大豆黃酮合成酶基因啟動子中對茉莉酸與葡萄糖脅迫回響的順式作用元件。運用酵母單雜交技術，對茉莉酸和葡萄糖處理的根cDNA文庫進行篩選，分析與啟動子中的順式作用元件相結合的轉錄因子及其基因序列。研究結果對明確大豆黃酮形成的誘導因素及其分子機理，調控大豆黃酮合成酶基因的表達以及改良大豆品質或抗性等方面具有現實意義。

結題摘要

克隆出大豆黃酮合成酶基因GmFNSII-1、GmFNSII-2，並對其功能進行鑑定。發現GmFNSII-1、GmFNSII-2在根、莖、葉、種子等部位的表達不完全相同，具有組織特異性。干擾大豆黃酮合成酶和黃烷酮3-羥化酶基因的表達能夠顯著提高大豆異黃酮的含量，相關研究結果分別發表在“Journal of Plant Biology”和“Brazilian Archives of Biology and Technology”雜誌上。大豆黃酮合成酶基因的表達在甲基茉莉酸、NaCl、葡萄糖、甘露糖、PEG6000、紫外線等脅迫誘導下顯著增強，啟動子缺失和點突變等實驗證實其中包含茉莉酸、糖信號等應答元件，相應的順式作用元件缺失與突變顯著降低其應答反應，首次證實大豆黃酮與植株對非生物脅迫的耐性密切相關，相關研究結果發表在“Plant Cell and Physiology”（IF=4.7）雜誌上。從大豆轉錄因子資料庫中鑑定出123個與類黃酮代謝相關的轉錄因子，分別分析其在茉莉酸甲酯與水楊酸的脅迫下根及葉中等部位表達，通過轉錄因子與大豆類黃酮合成途徑關鍵基因共表達的相關性分析，篩選到14個顯著影響類黃酮代謝的調控轉錄因子並克隆出其完整基因序列。通過酵母雜交分析，明確了這些轉錄因子的作用位點。利用菸草細胞對TF66、TF88和TF100三個轉錄因子進行亞細胞定位。構建pGreen0800-promoter-luc載體，與TF66、TF88和TF100的過表達載體進行菸草瞬時表達共轉化，解析其與大豆類黃酮代謝關鍵基因啟動子的相互作用。分別構建TF100轉錄因子的RNAi和過表達載體，轉化擬南芥和大豆，研究其功能和作用機理。本項目已經培養出碩士生一名，博士生一名，還有一名博士生2014年畢業；授權專利一個；已經發表SCI論文3篇，正在整理的高質量論文一篇。