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作物杂志,2016, 第3期: 58–62 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.03.011

• 遗传育种·种质资源·生物科技 • 上一篇    下一篇

大豆磷高效基因GmPHR1和GmPAP4共转化及新种质创制

耿昭,孔佑宾,赵莉莉,刘翠,杜汇,李喜焕,张彩英   

  1. 河北农业大学农学院/教育部华北作物种质资源研究与利用重点实验室,071001,河北保定
  • 收稿日期:2016-03-03 修回日期:2016-04-01 出版日期:2016-06-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 李喜焕
  • 作者简介:耿昭,硕士研究生,研究方向为大豆分子生物学与转基因研究
  • 基金资助:
    转基因生物新品种培育科技重大专项(2014ZX08004-04B);河北省自然科学基金(C2014204035)

Transformation of GmPHR1 and GmPAP4 Related to High Phosphorus Efficiency and Elite Germplasm Enhancement in Soybean (Glycine max)

Geng Zhao,Kong Youbin,Zhao Lili,Liu Cui,Du Hui,Li Xihuan,Zhang Caiying   

  1. College of Agronomy,Agriculture University of Hebei/North China Key Laboratory for Crop Germplasm Resources of Education Ministry,Baoding 071001,Hebei,China
  • Received:2016-03-03 Revised:2016-04-01 Online:2016-06-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Xihuan Li

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摘要：

磷对大豆生长发育至关重要,土壤有效磷缺乏严重影响其产量和品质。目前已有学者通过转基因手段将磷高效相关基因转入大豆,并获得转基因新材料,但多数集中于单基因转化,而双基因共转化研究甚少。本研究在前期获得转磷高效相关基因GmPHR1、GmPAP4大豆新材料基础上,利用农杆菌介导与常规杂交技术进行双基因共转化,结果发现,采用这2种方案均可实现双基因共转化,获得了经PCR及DNA测序分析验证正确的转GmPHR1与GmPAP4双基因新材料“JD12-PHR1-PAP4”。

关键词: 大豆, 低磷胁迫, GmPHR1, GmPAP4, 双基因共转化

Abstract:

Phosphorus is essential for soybean growth and development, and lack of phosphorus in soil has become an important limiting factor for high yield and quality in soybean. Most previous studies focus on transformation of single-gene related to phosphorus efficiency, while the transformation of double-genes into a plant was rarely reported in soybean. In this study, we used transgenic soybean plants with GmPAP4 or GmPHR1 to achieve new transgenic germplasms with double gene (GmPAP4 and GmPHR1) in a plant via Agrobacterium-mediated transformation and conventional hybridization techniques. It was found that both the methods could achieve co-transformation double-genes plants in variety JD12, and the positive plants were verified further by PCR and DNA sequencing methods. Thus, the new transgenic germplasms with GmPHR1 and GmPAP4 named “JD12-PHR1-PAP4” was obtained.

Key words: Soybean, Low phosphate stress, GmPHR1, GmPAP4, Double gene co-transformation

图1

转GmPHR1新材料JD12-PHR1 PCR检测 M：DNA Marker DL2000;B：去离子水（空白）对照 ddH2O (blank) control;W：野生型对照 Wildtype control;1-5：转GmPHR1大豆植株 Transgenic soybean plants with GmPHR1"

图2

转GmPHR1新材料JD12-PHR1的southern blotting P：质粒PBI121-GmPHR1对照 Plasmid PBI121-GmPHR1 control;1-2：野生型对照 Wildtype control;3-4：JD12-PHR1"

图3

转GmPHR1新材料JD12-PHR1目的基因表达量分析 WT：野生型对照 Wildtype control;OE-1~OE-5：转GmPHR1不同大豆株系 Different transgenic soybean lines with GmPHR1;**：差异极显著（P<0.01）Extremely significantly;*差异显著（P<0.05）Significantly"

图4

转双基因大豆新材料JD12-PHR1-PAP4的PCR检测结果 M：DNA Marker DL2000;B：去离子水（空白）对照 ddH2O (blank) control;W：野生型对照 Wildtype control;1-6：转化植株 Transformed plants（1、3、6：转双基因植株Transgenic plants with double genes）"

图5

转双基因新材料JD12-PHR1-PAP4目的基因测序分析"

图6

转GmPHR1、GmPAP4双基因大豆植株PCR检测 耿昭等：大豆磷高效基因GmPHR1和GmPAP4共转化及新种质创制M：DNA Marker DL2000;B：去离子水（空白）对照ddH2O (blank) control;W：野生型对照Wildtype control;1-10：杂交植株F1 Hybrid F1 plants（1、2、3、6、8、9：转双基因植株Transgenic plants with double genes）"

[1] Lu S . Study on the adsorption and desorption of phosphorus in soils and phosphorus requirement. Plant Nutrition & Fertilizing Science, 19951(3-4):29-35.
[2] Zhang Y L . Analysis of phosphorus nutrition efficiency of soybean genotypes with different phosphorus efficiency at blooming stage under low phosphorus stress. Agricultural Science & Technology, 2012,13(12):2544-2548.
[3] Nilsson L, Muller M, Nielsen T H . Increased expression of the MYB-related transcription factor,PHR1,leads to enhanced phosphate uptake in Arabidopsis thaliana. Plant Cell & Environment, 2007,30(12):1499-1512.
[4] 邢国芳, 郭平毅 .植物响应低磷胁迫的功能基因组研究进展.生物技术通报,2013(7):1-6.
[5] 李宝健, 朱华晨 . 论应用多基因转化策略综合改良生物体遗传性研究方向的前景Ⅰ.多基因转化的基因来源与技术平台. 中山大学学报(自然科学版), 2004,43(6):11-16.
[6] 李宝健, 朱华晨 . 论应用多基因转化策略综合改良生物体遗传性研究方向的前景Ⅱ.多基因转化策略中的规律、前景和问题. 中山大学学报(自然科学版), 2005,44(4):79-83.
[7] 邓小梅, 赵先海, 袁金英 , 等.植物多基因转化方法研究进展.林业科技开发,2014(2):7-12.
doi: 10.13360/j.issn.1000-8101.2014.02.002
[8] Naqvi S, Farré G, Sanahuja G , et al. When more is better:multigene engineering in plants. Trends in Plant Science, 2010,15(1):48-56.
doi: 10.1016/j.tplants.2009.09.010 pmid: 19853493
[9] 李环, 丁昌俊, 苏晓华 , 等. 涝渍胁迫对转多基因库安托杨生长及生理性状的影响. 林业科学研究, 2010,23(1):44-52.
[10] 魏睿, 麻冬梅, 许兴 .转多基因草坪草的耐盐性鉴定.北方园艺,2013(7):59-62.
[11] 常雪, 鲁新, 王伟 , 等.转cry1Ab/cry1I玉米对亚洲玉米螟的抗性评价// 2014年中国植物保护学会学术年会论文集, 2014.
[12] 吴冰, 李喜焕, 刘翠 , 等. 大豆MYB转录因子GmPHR1转化及功能研究. 大豆科学, 2013,32(3):304-305.
[13] Li X H, Wang Y J, Wu B , et al. GmPHR1,a novel homolog of the AtPHR1 transcription factor,plays a role in plant tolerance to phosphate starvation. Journal of Integrative Agriculture, 2014,13(12):2584-2593.
doi: 10.1016/S2095-3119(14)60775-9
[14] Kong Y B, Li X H, Ma J , et al. GmPAP4,a novel purple acid phosphatase gene isolated from soybean (Glycine max),enhanced extracellular phytate utilization in Arabidopsis thaliana. Plant Cell Reports, 2014,33(4):655-667.
doi: 10.1007/s00299-014-1588-5
[15] 赵莉莉, 李喜焕, 李文龙 , 等. MYB转录因子AtPHR1转化大豆研究. 大豆科学, 2013,32(2):154-159.
[16] 王伟, 王罡, 季静 , 等.大豆子叶节植株再生体系的优化及转EPSPS基因的研究.作物杂志,2012(3):23-27.
[17] 李海燕, 刘淼, 武小霞 , 等.大豆转化过程中的褐化现象研究.作物杂志,2010(1):33-36.
[18] 别晓敏, 佘茂云, 杜丽璞 , 等. 植物多基因转化研究进展. 中国农业科技导报, 2010,12(6):18-23.
[1] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114–120
[2] 张明俊,李忠峰,于莉莉,王俊,邱丽娟. 大豆子粒蛋白亚基变异种质的鉴定与筛选[J]. 作物杂志, 2018, (3): 44–50
[3] 朱佳妮,代惠萍,魏树和,贾根良,陈德经,裴金金,张庆,强龙. 花期追施锌肥对大豆生长和锌素积累的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 152–155
[4] 马天乐,章建新. 不同复种方式麦茬夏大豆的干物质积累、产量及经济效益比较[J]. 作物杂志, 2018, (1): 156–159
[5] 李丽娜,金龙国,谢传晓,刘昌林. 转基因玉米和转基因大豆盲样检测方法[J]. 作物杂志, 2017, (6): 37–44
[6] 董志敏,厉志,刘佳,陈亮,衣志刚,王博,刘宝权. 大豆抗灰斑病研究进展[J]. 作物杂志, 2017, (3): 1–5
[7] 周学超,丁素荣,魏云山,周艳芳,魏学,娜日娜,李峰. 不同鲜食大豆品种(系)在赤峰地区的适应性评价[J]. 作物杂志, 2017, (3): 44–48
[8] 任国勇,李伟,张礼凤,王彩洁,戴海英,王金龙,徐冉,张彦威. 转HarpinXooc蛋白编码基因hrf2大豆的胞囊线虫病1号小种抗性鉴定[J]. 作物杂志, 2017, (3): 49–53
[9] 张旭丽,邢宝龙,王桂梅,殷丽丽. 密度对晋北区大豆农艺性状、经济性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (3): 127–131
[10] 张喜亭,曹立为,吕书财,陈国兴,王永吉,于舒函,龚振平. 黑土容重对大豆氮素吸收及产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (3): 132–137
[11] 田艺心,高凤菊. 高蛋白大豆生长发育及干物质积累分配对密度的响应研究[J]. 作物杂志, 2017, (2): 121–125
[12] 闫丽,杨强,邵宇鹏,李丹丹,王志坤,李文滨. 大豆GmWRI1a基因启动子克隆及序列分析[J]. 作物杂志, 2017, (2): 51–58
[13] 鲁萍,金成功,张茜,姜佰文,闫南南,肖同玉,白雅梅,李景欣,陈睿,李静. 反枝苋和大豆对降雨季节波动的生理生态响应[J]. 作物杂志, 2017, (2): 114–120
[14] 高宇,刘延超,史树森,崔娟,熊晋峰. 我国大豆田蓟马研究现状[J]. 作物杂志, 2017, (1): 8–13
[15] 李海燕,蔡德利,陈井生,段玉玺,陈立杰,商莹宇. 大豆抗感资源对大豆胞囊线虫3号生理小种生长发育动态的影响[J]. 作物杂志, 2017, (1): 144–149
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[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .