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大豆GmRSM1通过调节PIN基因表达促进顶端弯钩消失

文献类型： 中文期刊

作者： 付佳祺;李世宽;谭萌慧;罗方;张传玲;刘祾悦;卢倩;谷勇哲

作者机构：

关键词： 顶端弯钩;大豆;拟南芥;PIN家族;生长素

期刊名称：作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2024 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 顶端弯钩是双子叶植物黄化幼苗短暂出现的独有结构，尽管当前拟南芥顶端弯钩的模型网络已经相对透彻，但在大豆中的研究却非常少。本试验构建pBAR-GmRSM1过表达载体，通过遗传转化和阳性植株筛选，得到3个拟南芥过表达纯合株系(OE-GmRSM1#64、#69和#70)和3个大豆纯合株系(OE-GmRSM1#103、#78和#95)，转化体的表达量显著均高于野生型。暗培养拟南芥和大豆，过表达转化体的顶端弯钩消失或消失速度快于野生型。在扫描电镜下观察拟南芥野生型和转化体植株顶端弯钩部位细胞长度发现，野生型在弯钩维持阶段弯钩内侧细胞长度小于外侧，而转化体植株两侧细胞长度相同。分离大豆顶端弯钩内外两侧，并通过检测PIN基因在大豆野生型与3个过表达转化体顶端弯钩的表达情况，发现PIN1e、PIN3d和PIN6a三个基因在子叶出土时的顶端弯钩部位表达量显著高于顶端弯钩展开后的表达量，而转化体中弯钩处这3个基因在弯钩维持阶段的表达量显著高于野生型，但在展开后的表达量并无显著性差异。经过烟草瞬时表达，确定GmRSM1蛋白定位在细胞核和细胞膜。因此，顶端弯钩出现的原因是由于弯钩内外两侧细胞差异伸长，因而导致下胚轴弯曲。GmRSM1可以通过调控生长素运输载体PIN1e、PIN3d和PIN6a缩短弯钩维持和展开时间，这几个基因在弯钩时期受到了GmRSM1的正调控，检验了该基因对生长素的调控作用。本试验通过验证GmRSM1基因在顶端弯钩消失表型中的作用，进一步完善了顶端弯钩的基因通路，为后续研究奠定基础。

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