大豆生长素响应因子基因GmARF17对胚轴生长发育的调控作用

摘要

为丰富大豆分子育种理论,本文研究了生长素对下胚轴的分子调控机制。采用实时荧光定量PCR(q PCR)方法,发现大豆[Glycine max(L.)Merrill]生长素响应因子基因Gm ARF17在大豆子叶、下胚轴、主根和侧根中均有表达,其中侧根中表达量最高,下胚轴中表达最低;外源生长素可以快速诱导该基因在下胚轴中的表达。同时分析了Gm ARF17和小RNA分子Gm-miR160作用位点,构建了p Gm ARF17∶∶m Gm ARF17(m Gm ARF17)抗降解表达载体并转化大豆。m Gm ARF17转基因大豆叶片、主茎、根和花器官的生长发育与对照组没有显著的区别,但其下胚轴生长受到明显的抑制。m Gm ARF17下胚轴对外源生长素的反应与野生型相比,没有显著差异。m Gm ARF17下胚轴游离IAA含量低于野生型,编码IAA螯合酶的Gm GH3.6表达上调,表明Gm ARF17对生长素动态平衡具有调节作用。在m Gm ARF17下胚轴中,Gm SAUR23,Gm IAA2,Gm ARGOS,Gm ARF10和Gm ARF16表达下降,而Gm MIR160A表达上升,暗示抗降解表达Gm ARF17抑制生长素信号转导并扰动了Gm MIR160A和其靶基因间的平衡。本研究揭示了植物细胞调控下胚轴生长发育的一条新途径:Gm MIR160A和Gm ARF10/16/17组成调节回路并进而影响生长素稳态基因的表达来协调下胚轴细胞伸长,对大豆分子育种具有重要意义。