磷饥饿应答加强型转基因拟南芥的构建及分子检测

摘要

磷元素是植物生长发育不可或缺的营养元素之一，它不仅是生物体内ATP、核酸、磷脂分子的组成成分，而且在能量转换和新陈代谢调节等方面发挥着十分关键的作用。但是，磷主要以H2PO4-和HPO42-可溶的形式被植物吸收，这部分磷元素被称为“有效磷”。在土壤中，虽然磷元素含量较高，但大部分磷元素被Ca2+、Fe2+、Al3+及土壤黏粒固定，成为有机态磷，无法被植物直接吸收利用，从而造成土壤速效磷匮乏。目前，很多研究采用转基因技术构建高效利用磷的转基因植株，提高磷的利用率。
　　在低磷环境下，植物已经进化出了多种低磷应答机制，如根形态的变化、转录的调控和蛋白活性的调控等。其中，转录因子PHR1分别通过两条调节途径来调节磷饥饿应答反应，在植物对低磷环境的适应中起着至关重要的调节作用，而SIZ1位于PHR1的上游，可以通过SUMO化途径调节PHR1的活性，从而上调植物对磷饥饿信号的应答。
　　本研究采用转基因技术，从实验室保存的pBI121质粒中克隆得到CaMV35S启动子，从拟南芥植株中克隆得到SUMO化E3连接酶的编码基因SIZ1，将二者连接到植物marker free表达载体pX6中，得到植物表达载体pX6-35S-SIZ1。再从pX6-PHR1中克隆得到PHR1-3A-T片段，将其插入到pX6-35S-SIZ1载体中，成功构建了pX6-PHR1-35S-SIZ1载体。
　　用液氮冻融法分别将植物表达载体pX6-PHR1和pX6-PHR1-35S-SIZ1转化农杆菌GV3101，得到含有以上两个表达载体的GV3101工程农杆菌。再用花序浸泡法将含载体pX6-PHR1和pX6-PHR1-35S-SIZ1的农杆菌工程菌转化拟南芥，得到了磷饥饿应答加强型拟南芥植株。