大豆GmMADS4基因克隆、亚细胞定位及功能分析

摘要

[目的]挖掘大豆Glycine max MADS转录因子家族成员GmMADS4基因信息,分析其结构及功能。[方法]通过生物信息学分析,对GmMADS4基因进行基因结构、编码蛋白信息、保守结构域、系统进化树以及互作蛋白预测等分析。利用烟草叶片瞬时转化法分析亚细胞定位,通过RT-qPCR进行组织部位及响应缺素的表达模式分析,利用下胚轴复合植株转化法分析超量表达GmMADS4对转基因毛根生长的影响。[结果]GmMADS4基因开放阅读框长732 bp,编码蛋白相对分子质量为28 000;保守结构域含有MADS-box和K-box,属于II型MADS家族成员,与拟南芥的AtAP3相似性较高;GmMADS4在大豆多个部位均有表达,且在花和种子中的表达量较高;缺氮和缺磷处理均显著增加GmMADS4在叶和根部的表达量;GmMADS4主要定位在细胞核,超量表达GmMADS4显著增加转基因毛根的可溶性磷含量。[结论]GmMADS4属于大豆II型MADS家族成员,具有核定位功能,可能在大豆种子和花的发育过程中发挥作用,并参与大豆根部缺磷响应及磷稳态调节。