新麦草异戊烯基转移酶PjIPT基因的功能验证

作     者：任晓敏 云岚 艾芊 赵乔 REN Xiao-min;YUN Lan;AI Qian;ZHAO Qiao

作者机构：内蒙古农业大学草原与资源环境学院呼和浩特010018 草地资源教育部重点实验室呼和浩特010011 中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055 

出 版 物：《生物技术通报》 (Biotechnology Bulletin)

年 卷 期：2024年第40卷第7期

页      面：207-215页

核心收录：

学科分类：090503[农学-草业科学] 0909[农学-草学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32371762) 内蒙古自治区自然科学基金重点项目(2023ZD07) 内蒙古自治区揭榜挂帅项目(2022JBGS00400303) 

主　　题：新麦草 异戊烯基转移酶 反式玉米素 分蘖 功能验证 

摘      要：【目的】异戊烯基转移酶(isopentenyl transferases,IPT)参与反式玉米素(trans-zeatin,tZ)的生物合成。tZ是调节植物生长发育和抵抗逆境胁迫的一种细胞分裂素类型,在促进芽生长和调控植物侧枝发育方面具有重要作用。探索IPT的功能,为后续新麦草产量性状改良提供了理论依据。【方法】通过对新麦草IPT进行系统发育和多序列比对,探究其编码氨基酸序列的特征和同源性。通过花粉管通道法获得过表达PjIPT拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,并运用逆转录PCR(RT-PCR)和蛋白质印迹(Western blot,WB)对转基因植株进行验证,利用实时荧光定量逆转录PCR(RT-qPCR)对其组织表达模式进行分析,使用液质联用系统测定反式玉米素。【结果】IPT在新麦草(Psathyrostachys juncea)和二粒小麦(Triticum dicoccoides)等麦类作物中具有高度同源性,且AtIPT9是PjIPT的同源蛋白。通过花粉管通道法获得过表达PjIPT拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,证明PjIPT上调植株分枝数。RT-PCR和蛋白质印迹分析显示,PjIPT在转录水平和蛋白水平均能够正常表达。利用不同部位组织RT-qPCR分析PjIPT的空间特异性表达,结果显示,PjIPT在拟南芥的分蘖节和叶中特异性表达。此外,反式玉米素的定量分析表明PjIPT通过参与tZ的生物合成去调控拟南芥植株分枝数。【结论】PjIPT是上调植株分枝数的关键基因。