【作者】 张超； 王玲爽； 金杨媚； 李沫； 梅宏瑶； 武小霞；

【Author】 ZHANG Chao;WANG Ling-stauang;JIN Yang-mei;LI Mo;MEI Hong-yao;WU Xiao-xia;Key Laboratory of Soybean Biology of Chinese Education Ministry/Northeast Agricultural University;

【机构】 东北农业大学大豆生物学教育部重点实验室；

【摘要】 植物离体组织的体细胞胚胎发生是非常复杂的无性繁殖过程,再生相关基因的利用能够提高植株再生率和转化率,并且可以获得安全的转基因植物。本研究利用生物信息学软件对GmESR1基因进行分析;通过荧光定量,亚细胞定位,转化大豆和拟南芥,筛选atesr1突变体,对转基因后代的表型和指标进行分析,了解大豆GmESR1基因在植物中的基本功能;酵母双杂交技术对GmESR1基因与可能互作基因产生互作蛋白研究;原核表达分析,凝胶阻滞等试验初步解析GmESR1在再生功能的作用机制。主要实验结果如下:(1)GmESR1基因全序列长1164bp,编码387个氨基酸。GmESR1蛋白在其51-107个氨基酸处编码一个AP2/ERF的结构域。通过构建系统进化树发现GmESR1和红豆和鹰嘴豆亲缘较近,并确定YRG和RAYD元件位置。(2)构建大豆过表达载体并转化大豆植株,大豆萌发试验分析结果表明,过表达GmESR1大豆和对照组相比能够促进大豆萌发并促进根的伸长,同时促进簇生芽的生长,导致簇生芽增多,提高植株再生效率。电镜切片观察发现,在相同视野范围内,过表达组比对照组大豆簇生芽细胞中未成熟的液泡多,细胞核相对较大。因此,GmESR1使细胞增多,分裂更旺盛。(3)过表达GmESR1基因的拟南芥表型分析发现,GmESR1基因促进拟南芥种子发芽,而突变体atesr1抑制或者延迟发芽;过表达GmESR1促进根系生长;过表达拟南芥比野生型拟南芥株高矮小,突变体atesr1也导致拟南芥植株矮小。高浓度6-BA激素可以抑制拟南芥种子萌发,且适量浓度的6-BA培养基促进拟南芥种子萌发。(4)EMSA结果显示重组GmESR1蛋白序列特异性结合GCC-box,但不结合mGCC-box。且GmESR1主要定位于细胞核。(5)通过酵母双杂交证实,GmESR1可以与GmBIM1相互作用。GmBIM1基因有两个拷贝分别在05号和17号染色体上,本研究是05号染色体的GmBIM1基因,其核酸序列长1647bp,含有76个氨基酸残基(位置在260-335)属于Myc型bHLH结构域。更多还原