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草莓FabHLH在拟南芥中异源表达促进根系铁吸收

文献类型： 中文期刊

作者： 陈亚铎;宋艳红;李刚;赵霞;刘丽锋;周厚成

作者机构：

关键词： 草莓;FaFIT基因;铁吸收;表达分析

期刊名称：果树学报

ISSN： 1009-9980

年卷期： 2022 年

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; CSCD（2021-2022年度） ; 科技核心（2021版） ; 农林核心（2020版）

摘要： 【目的】植物根系吸收铁受到碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix， bHLH）转录因子的调控，bHLH转录因子FaFIT在草莓中的功能未知，实验初步分析FaFIT基因在草莓根系铁吸收过程中调控作用。【方法】以‘红颜’草莓为试材，基于根系缺铁胁迫转录组数据生物信息学分析结果，克隆草莓根系铁吸收运转调控基因FaFIT；结合qRT-PCR分析该基因在不同组织中的表达差异，通过转基因拟南芥进一步验证了该基因的功能。【结果】从‘红颜’草莓根系中克隆获得FaFIT基因序列，该基因mRNA编码区序列全长1020 bp，编码339个氨基酸。蛋白结构预测显示FaFIT具有保守的HLH区域属于bHLH转录因子家族。FaFIT启动子序列具有bHLH转录因子DNA结合元件、脱落酸（ABA）等激素调控元件及干旱胁迫诱导元件，推测FaFIT可能受到上游bHLH转录因子、ABA和干旱等因素的调控和诱导。qRT-PCR分析显示，FaFIT在根系中特异性表达；FaFIT在根组织中受到缺铁、高pH值诱导后表达上调，但在铁过量胁迫时表达显著下调。通过FaFIT基因转化拟南芥，结果阳性株根系中与铁吸收相关的三个基因AtAHA2、AtFRO2和AtIRT1的表达水平均上调，且与三个基因相对应蛋白酶H+-ATPase （P-type）、铁还原酶（ferric-chelate reductase， FCR）、铁转运体（Iron-regulated transporter， IRT）的酶活性均提高。同时，在pH=5.8和pH=8.0的1/2 MS培养基中转FaFIT基因拟南芥阳性株系根部Fe2+积累显著增加，叶片叶绿素含量提高。【结论】FaFIT通过调控AtAHA、AtFRO2、AtIRT1基因表达和增强H+-ATPase、FCR、IRT酶活性促进根系铁的吸收和积累，可能是草莓根系铁吸收和转运过程中的关键调控因子。

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