为研究大豆磷代谢转录因子基因GmPTF1对提高大豆磷利用效率的作用,用根癌农杆菌介导大豆子叶节转化法将GmPTF1导入大豆品种豫豆22。通过测定GmPTF1在转基因植株中的表达量以及苗期转基因植株和野生型对照植株在低磷胁迫下的形态和生理生化表现差异,来分析GmPTF1基因在导入大豆后发挥的生物学功能。结果表明:转基因植株的GmPTF1表达量显著高于野生型对照,其中以T1-32和T1-40为最高。在低磷胁迫下,GmPTF1基因表达增强型转基因大豆(T1-32和T1-40)的根系总长度、根总表面积、根体积、根干重、光合色素含量及植株磷含量都显著高于野生型对照植株,而丙二醛含量显著低于野生型对照植株;植株磷含量与GmPTF1表达量呈显著正相关(R=0.97**),以上结果均表明转基因植株的耐低磷能力优于野生型对照植株。本研究结果为利用转基因手段改善大豆乃至其他作物的耐低磷能力提供依据。
全 文 :摇 核 农 学 报摇 圆园员猿袁圆苑渊苑冤院员园源员 耀 员园源苑允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员圆鄄园怨鄄圆远摇 接受日期院圆园员猿鄄园员鄄圆愿
基金项目院转基因生物新品种培育重大科技专项渊圆园园怨在载园愿园园源 原 园园源月袁圆园园怨在载园愿园园源 原 园园员月冤
作者简介院钟磊袁男袁主要研究方向为植物分子生物学遥 耘鄄皂葬蚤造院扎澡燥灶早造藻蚤赃贼早岳 员远猿援 糟燥皂
通讯作者院李桂兰袁女袁教授袁主要研究方向为植物分子生物学与基因工程遥 耘鄄皂葬蚤造院造早造远猿岳 员圆远援 糟燥皂
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员猿冤园苑鄄员园源员鄄园园
转 郧皂孕栽云员基因大豆在低磷胁迫下的表现
钟摇 磊员 摇 乔亚科员 摇 乔摇 潇圆 摇 李桂兰员 摇 王林红员 摇 刘晨光员
渊员 河北科技师范学院生命科技学院袁河北 昌黎摇 园远远远园园曰
圆上海大学袁材料科学与工程学院袁上海摇 圆园园园苑圆冤
摘摇 要院为研究大豆磷代谢转录因子基因 郧皂孕栽云员 对提高大豆磷利用效率的作用袁用根癌农杆菌介导大
豆子叶节转化法将 郧皂孕栽云员 导入大豆品种豫豆 圆圆遥 通过测定 郧皂孕栽云员 在转基因植株中的表达量以及
苗期转基因植株和野生型对照植株在低磷胁迫下的形态和生理生化表现差异袁来分析 郧皂孕栽云员 基因在
导入大豆后发挥的生物学功能遥 结果表明院转基因植株的 郧皂孕栽云员 表达量显著高于野生型对照袁其中
以 栽员 原 猿圆 和 栽员 原 源园 为最高遥 在低磷胁迫下袁郧皂孕栽云员 基因表达增强型转基因大豆渊栽员 原 猿圆 和 栽员 原 源园冤
的根系总长度尧根总表面积尧根体积尧根干重尧光合色素含量及植株磷含量都显著高于野生型对照植株袁
而丙二醛含量显著低于野生型对照植株曰植株磷含量与 郧皂孕栽云员 表达量呈显著正相关渊砸 越 园郾 怨苑鄢鄢冤袁以
上结果均表明转基因植株的耐低磷能力优于野生型对照植株遥 本研究结果为利用转基因手段改善大豆
乃至其他作物的耐低磷能力提供依据遥
关键词院郧皂孕栽云员曰转录因子曰转化曰大豆曰耐低磷
摇 摇 磷是植物必需的大量元素之一袁是核酸和生物膜
的重要组成成分袁在光合作用尧呼吸作用和一系列酶促
反应中起重要作用遥 缺磷是我国乃至世界农业发展的
一个限制因子袁世界 源猿豫的土壤处于缺磷状态袁我国
约有 圆 辕 猿 土壤缺磷咱员 原 圆暂 遥 为提高粮食产量只能施用大
量磷肥袁然而施用的磷肥被植物吸收利用的磷素不到
员 辕 缘咱猿暂 袁未被利用的磷素给生态环境带来了巨大的挑
战咱源 原 缘暂 遥 磷矿是不可再生的有限资源袁世界探明储量
为 员缘源郾 圆 亿吨袁现在每年开采量在 员郾 苑 亿 贼袁也就是说
不到 员园园 年磷矿资源将开采殆尽袁我国磷矿总储量居
世界第二袁但是年开采量远高于其他国家咱远 原 苑暂 遥 通过
转基因手段将与磷高效相关的基因整合到作物基因组
来提高作物对磷的利用效率将是改善缺磷状况的一个
有效手段遥
目前报道的磷高效相关基因主要包含六类袁其中
对磷高效转录因子的研究进展迅速咱苑暂 遥 砸怎遭蚤燥 等咱愿暂采
用磷饥饿诱导报告基因 粤贼陨孕杂院院郧哉杂 来筛选磷饥饿反
应表达缺陷的突变体袁从拟南芥中获得了首个参与磷
营养代谢的调节因子袁此后人们相继在水稻尧小麦尧大
豆等植物中克隆出了 韵泽孕栽云员咱愿暂 尧栽葬宰砸运再苑圆遭 原 员咱怨暂 尧
郧皂孕栽云员咱员园暂等多个磷代谢转录因子基因遥 这些转录因
子对植株在低磷胁迫下的磷吸收有明显的改善袁其中
再蚤等咱怨暂克隆的 遭匀蕴匀 类转录因子 韵泽孕栽云员袁在低磷胁
迫应答中调节一系列下游磷胁迫基因的表达袁该基因
在低磷条件下使水稻植株干物重和磷含量高出野生型
达 猿园豫 遥 李喜焕咱员园暂从大豆中克隆了长度为 员员园员遭责 的
转录因子基因 郧皂孕栽云员 渊 郧藻灶月葬灶噪 云允远员苑圆猿怨 冤袁 将
郧皂孕栽云员 基因转入拟南芥袁提高了拟南芥的耐低磷能
力遥 本研究用农杆菌介导大豆子叶节转化法袁将
郧皂孕栽云员 基因转入大豆袁旨在为通过转基因的方法提
高大豆的耐低磷能力提供依据遥
员摇 材料和方法
员郾 员摇 材料
植物表达载体院责郧晕鄄郧皂孕栽云员咱员员暂 渊河北农业大学
张彩英研究员提供冤曰农杆菌菌株院耘匀粤员园缘曰大豆材
料院豫豆 圆圆渊河南农科院提供冤遥
员源园员
核摇 农摇 学摇 报 圆苑 卷
员郾 圆摇 方法
员郾 圆郾 员摇 转基因大豆的获得摇 用农杆菌介导大豆子叶
节遗传转化法袁按照文献咱员圆暂进行遥
员郾 圆郾 圆摇 转基因植株的 孕悦砸检测摇 取卡那霉素抗性再
生植株叶片用 杂阅杂 法提取大豆基因组 阅晕粤遥 按照
郧皂孕栽云员 基因序列 渊郧藻灶月葬灶噪 云允远员苑圆猿怨冤设计一对引
物袁上游始于该序列的 圆缘愿 遭责 处袁下游止于 怨怨圆 遭责袁
孕悦砸扩增产物 苑猿缘 遭责遥 上游引物 缘忆 原 悦粤粤栽栽栽郧粤悦
悦栽栽悦悦悦栽栽悦悦粤 原 猿忆袁 下 游 引 物 缘忆 原
悦栽悦栽悦悦悦粤郧粤郧粤郧郧栽栽郧郧栽郧 原 猿忆遥 孕悦砸 扩增体系
渊圆园滋蕴冤院员园 伊 月怎枣枣藻则 渊缓冲液冤 圆滋蕴袁凿晕栽孕渊圆郾 缘皂皂燥造窑
蕴 原员冤员郾 远滋蕴袁上尧下游引物渊员园滋皂燥造窑蕴 原员冤各 园郾 愿滋蕴袁栽葬择
酶渊缘哉窑滋蕴 原员冤园郾 圆滋蕴袁模板 阅晕粤 圆滋蕴袁加灭菌双蒸水至
圆园滋蕴遥 扩增程序院怨缘益预变性 员园皂蚤灶曰怨缘益变性 员皂蚤灶袁
源愿益退火 员皂蚤灶袁苑圆益延伸 员皂蚤灶袁共 猿员 个循环曰最后
苑圆益延伸 员园皂蚤灶遥 孕悦砸 产物经 园郾 愿豫琼脂糖凝胶电泳
检测并拍照遥
员郾 圆郾 猿摇 荧光定量法 孕悦砸摇 使用 月蚤燥鄄砸葬凿 蚤匝缘 荧光定量
孕悦砸 仪袁内参基因选用看家基因 粤糟贼蚤灶袁数据采用
圆 原吟吟悦栽法对目的基因 郧皂孕栽云员 表达量进行相对定量分
析遥
引物设计院根据 郧皂孕栽云员 和 粤糟贼蚤灶基因序列设计引
物渊表 员冤遥
表 员摇 荧光定量 孕悦砸引物序列
栽葬遭造藻 员摇 栽澡藻 责则蚤皂藻则 泽藻择怎藻灶糟藻 燥枣 砸藻葬造 栽蚤皂藻 孕悦砸
引物名称
孕则蚤皂藻则 灶葬皂藻
引物序列
孕则蚤皂藻则 泽藻择怎藻灶糟藻渊缘忆贼燥猿忆冤
扩增产物
粤皂责造蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶
责则燥凿怎糟贼
孕栽云 云 郧栽悦悦悦粤郧郧悦栽郧悦郧粤悦粤粤郧 员猿猿遭责
孕栽云 砸 粤悦栽郧悦栽郧悦悦粤郧栽栽栽悦粤栽栽郧粤栽粤粤郧
葬糟贼蚤灶 云 郧粤郧悦栽粤栽郧粤粤栽栽郧悦悦栽郧粤栽郧郧 员圆远遭责
葬糟贼蚤灶 砸 悦郧栽栽栽悦粤栽郧粤粤栽栽悦悦粤郧栽粤郧悦
摇 摇 大豆总 砸晕粤 提取及检测院取 栽员 孕悦砸 阳性植株叶
片用 砸晕粤责则藻责 孕怎则藻植物 砸晕粤 提取试剂盒渊购自天根
生化科技有限公司冤提取组织样本中总 砸晕粤遥 所得
砸晕粤取 缘滋蕴用 员豫琼脂糖凝胶电泳检测遥
反转录及荧光定量 孕悦砸院取部分 砸晕粤 用 栽蚤葬灶泽则蚤责贼
糟阅晕粤第一链合成试剂盒渊购自天根生化科技有限公
司冤进行反转录袁将各样品 糟阅晕粤 员园 倍稀释后取 圆滋蕴
作模板袁分别用目的基因引物和内参基因引物进行扩
增渊表 员冤遥 扩增程序为院怨缘益预变性 员园皂蚤灶曰怨缘益变性
员缘 泽袁远园益延伸 远园 泽袁循环 源园 次遥 荧光定量 孕悦砸 反应
体系渊圆园滋蕴冤院圆郾 缘 伊 砸藻葬造 皂葬泽贼藻则 酝蚤曾 愿滋蕴袁圆园 伊 杂再月砸
郧则藻藻灶 泽燥造怎贼蚤燥灶 员滋蕴袁上尧下游引物 渊员园滋皂燥造窑蕴 原员 冤各
园郾 源滋蕴袁糟阅晕粤模板 圆滋蕴袁补水至 圆园滋蕴遥
员郾 圆郾 源摇 转基因植株的测定项目与方法摇 植株预处理院
对 栽圆 代转基因植株进行沙培袁定期浇灌霍格兰氏营养
液渊以磷酸二氢钠替代营养液中的磷酸二氢钾冤袁营养
液磷素水平设低磷 渊园郾 缘皂早窑蕴 原员 冤和正常磷 渊员园皂早窑
蕴 原员冤圆 个处理袁猿 次重复袁每重复 缘 株袁在处理 猿园凿 后袁
测定各指标遥
形态指标测定院根系用 耘孕杂韵晕 的 孕耘砸云耘悦栽陨韵晕
灾苑园园 型扫描仪测定遥 叶片形态指标测量植株上部第
一完全展开三出复叶的中间小叶的长和宽遥
生理指标测定院光合色素含量测定参照李合生的
丙酮法咱员猿暂 袁丙二醛渊酝阅粤冤含量测定参照李合生咱员猿暂的
硫代巴比妥酸法遥
转基因植株全磷的测定院将处理 猿园凿 的植株冲洗
干净根系的沙子袁茎叶和根系分离袁分别装入纸袋里袁
烘箱内 员园缘益袁圆园皂蚤灶杀青袁然后 远园益袁圆源澡袁直至恒重袁
采用硫酸 原过氧化氢消煮袁钒钼黄比色法测定植株含
磷量咱员源暂 遥
员郾 猿摇 数据分析
采用 酝蚤糟则燥泽燥枣贼 耘曾糟藻造 进行数据处理袁阅孕杂增苑郾 园缘 统
计分析软件进行分析遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 转 郧皂孕栽云员 基因大豆的获得
用含有植物表达载体 责郧晕鄄郧皂孕栽云员 的农杆菌
渊耘匀粤员园缘冤浸染大豆品种豫豆 圆圆 子叶节袁再经共培
养尧抗性芽诱导尧芽伸长和生根诱导袁最终得到卡那霉
素抗性再生植株遥 对所得的再生植株进行 孕悦砸 鉴定
渊图 员冤袁共获得 栽园阳性株 源苑 株袁最终仅 圆怨 株获得 栽员
代种子袁继续对 栽员 植株进行 孕悦砸 检测遥 结果显示袁其
中的 员员 株为阳性植株遥
圆郾 圆摇 栽员 转基因植株的反转录荧光定量 孕悦砸分析
选择 栽员 株系中的 孕悦砸阳性植株 栽员 原 猿圆尧栽员 原 猿源尧栽员 原 猿愿尧栽员 原 源园尧栽员 原 源圆 和 栽员 原 源远袁提取总 砸晕粤袁用反
转录荧光定量 孕悦砸 进行目的基因 郧皂孕栽云员 表达量的
检测遥 结果显示袁各个转基因植株目标基因 郧皂孕栽云员
的表达量都高于野生型渊豫豆 圆圆冤袁其中 栽员 原 猿圆 的相
对表达量最高袁是对照的 缘郾 员远 倍遥 栽员 原 源园 表达量也
达到对照的 猿郾 源缘 倍渊表 圆冤遥
圆源园员
摇 苑 期 转 郧皂孕栽云员 基因大豆在低磷胁迫下的表现
注院员 耀 员员院栽员植株 孕悦砸产物 袁 员圆院野生型对照袁
员猿院质粒对照袁 员源院阅晕粤标准分子量遥
晕燥贼藻院员 耀 员员院孕悦砸 责则燥凿怎糟贼泽 燥枣 栽员 责造葬灶贼泽袁 员圆院憎蚤造凿 贼赠责藻
责造葬灶贼 糟燥灶贼则燥造袁 员猿院责造葬泽皂蚤凿 糟燥灶贼则燥造袁 员源院酝葬则噪藻则援
图 员摇 部分 栽员 卡那抗性再生植株 孕悦砸鉴定
云蚤早援 员摇 孕悦砸 藻造藻糟贼则燥责澡燥则藻泽蚤泽 蚤凿藻灶贼蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶 燥枣 泽燥皂藻 栽员 责造葬灶贼泽
表 圆摇 转基因大豆目标基因 郧皂孕栽云员
表达量分析
栽葬遭造藻 圆摇 栽澡藻 葬灶葬造赠泽蚤泽 燥枣 郧皂孕栽云员 则藻造葬贼蚤增藻
藻曾责则藻泽泽蚤燥灶 择怎葬灶贼蚤贼赠 蚤灶 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 泽燥赠遭藻葬灶泽
株系
杂燥赠遭藻葬灶 泽贼则葬蚤灶泽 相对表达量
鄢
砸藻造葬贼蚤增藻 藻曾责则藻泽泽蚤燥灶
平均 悦贼值
酝藻葬灶 悦贼
栽员 原 猿圆 缘郾 员远 依 园郾 源怨 葬粤 圆猿郾 怨远 依 园郾 园远
栽员 原 源园 猿郾 源缘 依 园郾 源怨 遭月 圆员郾 愿员 依 园郾 员猿
栽员 原 源圆 员郾 远怨 依 园郾 圆缘 糟月悦 圆缘郾 圆怨 依 园郾 园怨
栽员 原 猿愿 员郾 远员 依 园郾 圆苑 糟月悦 圆源郾 苑圆 依 园郾 园愿
栽员 原 源远 员郾 圆圆 依 园郾 源苑 糟悦 圆圆郾 缘员 依 园郾 圆源
栽员 原 猿源 员郾 员员 依 园郾 圆源 糟悦 圆猿郾 源苑 依 园郾 圆源
悦运渊 赠怎凿燥怎圆圆冤 员郾 园园 依 园郾 员远 糟悦 圆怨郾 源员 依 园郾 员苑
摇 摇 注院相对表达量 越 圆 原吟吟悦贼
晕燥贼藻院则藻造葬贼蚤增藻 藻曾责则藻泽泽蚤燥灶 择怎葬灶贼蚤贼赠 越 圆 原吟吟悦贼
圆郾 猿摇 不同磷处理下转基因大豆组织磷含量
测定 栽员 原 猿圆尧栽员 原 源园尧栽员 原 猿愿 和 栽员 原 猿源栽圆 代植株
及对照植株地上部分的磷含量袁结果显示袁正常磷处理
显著高于低磷处理渊 责 约 园郾 园员冤遥 正常磷处理下袁转基
因和野生型植株的含磷量分布在 园郾 猿愿 耀 园郾 源圆早窑噪早 原员之
间袁差异不显著遥 低磷条件下袁转基因植株含磷量都高
于野生型袁其中 栽员 原 猿圆 株系和 栽员 原 源园 株系与对照差
异极显著袁含磷量达到 园郾 猿远早窑噪早 原员和 园郾 猿猿早窑噪早 原员袁分
别超过对照 猿园豫和 圆苑豫 渊图 圆冤遥 相关分析表明磷含
量与 郧皂孕栽云员 表达量呈极显著正相关渊砸 越园郾 怨苑鄢鄢冤遥
圆郾 源摇 低磷对转基因植株根系性状的影响
在正常磷条件下转基因植株与野生型植株根系性
状差异不明显渊表 猿冤遥 在低磷条件下袁转基因植株根
系比对照发达袁表现为侧根及分枝数量增多渊图 猿冤遥
转基因植株根总长尧根总表面积和根体积均高于
图 圆摇 不同磷处理条件下的植株磷含量
云蚤早援 圆摇 栽澡藻 孕 糟燥灶贼藻灶贼 燥枣 责造葬灶贼 怎灶凿藻则 凿蚤枣枣藻则藻灶贼
责澡燥泽责澡燥则怎泽 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶 怎灶凿藻则 贼则藻葬贼皂藻灶贼 糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶泽
注院 粤 和 月院转基因植株曰悦院非转基因植株对照遥
晕燥贼藻院 粤 葬灶凿 月院 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 泽燥赠遭藻葬灶 责造葬灶贼泽曰
悦院 灶燥灶鄄贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 泽燥赠遭藻葬灶 渊悦运冤援
图 猿摇 低磷处理下不同大豆材料的根系形态
云蚤早援 猿摇 栽澡藻 则燥燥贼 枣燥则皂 燥枣 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 泽燥赠遭藻葬灶泽
怎灶凿藻则 蕴燥憎 责澡燥泽责澡燥则怎泽 贼则藻葬贼皂藻灶贼
对照袁其中株系 栽员 原 源园 和 栽员 原 猿圆 的根总长尧根总表面
积与对照差异极显著遥 根系平均直径各个材料差异不
显著袁略低于正常磷处理渊表 猿冤遥
圆郾 缘摇 低磷对转基因植株地上性状的影响
低磷处理条件下在一定程度上抑制了大豆的地上
部分的生长袁株高和叶片面积均下降袁转基因株系 栽员原 猿圆 下降幅度低于对照渊表 源冤袁说明受低磷胁迫程度
轻遥 与对照相比袁低磷胁迫下袁栽员 原 猿圆 和 栽员 原 源园 的株
高低于对照袁但是叶面积却高于对照袁并达到显著水
平遥
圆郾 远摇 低磷对转基因大豆干物质积累的影响
正常磷条件下袁各个材料的单株干重分布在 猿郾 园园
耀 猿郾 源远早之间袁袁单株根干重在 园郾 猿猿 耀 园郾 源园早 之间袁茎
叶干重在 圆郾 远源 耀 猿郾 园缘早袁根冠比在 园郾 员员 耀 园郾 员源 之间袁转
基因植株与对照的干物重差异不显著遥 在低磷处理
下袁转基因株系袁其中 栽员 原 源园尧栽员 原 猿圆 根系干重高于对
猿源园员
核摇 农摇 学摇 报 圆苑 卷
摇 摇 摇 摇 摇 表 猿摇 正常磷和低磷处理后不同大豆植株的根系性状
栽葬遭造藻 猿摇 栽澡藻 则燥燥贼 糟澡葬则葬糟贼藻则 燥枣 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 泽燥赠遭藻葬灶 泽藻藻凿造蚤灶早 怎灶凿藻则 蕴燥憎
责澡燥泽责澡燥则怎泽 贼则藻葬贼皂藻灶贼 葬灶凿 灶燥则皂葬造 责澡燥泽责澡燥则怎泽 贼则藻葬贼皂藻灶贼
株系
杂燥赠遭藻葬灶
泽贼则葬蚤灶泽
根总长
砸燥燥贼泽 贼燥贼葬造 造藻灶早贼澡 辕 糟皂
根总表面积
砸燥燥贼泽 贼燥贼葬造 泽怎则枣葬糟藻 葬则藻葬泽 辕 糟皂圆
根平均直径
砸燥燥贼泽 葬增藻则葬早藻 凿蚤葬皂藻贼藻则 辕 皂皂
根体积
砸燥燥贼泽 贼燥贼葬造 增燥造怎皂藻 辕 糟皂圆
低磷
蕴燥憎
责澡燥泽责澡燥则怎泽
正常磷
晕燥则皂葬造
责澡燥泽责澡燥则怎泽
低磷
蕴燥憎
责澡燥泽责澡燥则怎泽
正常磷
晕燥则皂葬造
责澡燥泽责澡燥则怎泽
低磷
蕴燥憎
责澡燥泽责澡燥则怎泽
正常磷
晕燥则皂葬造
责澡燥泽责澡燥则怎泽
低磷
蕴燥憎
责澡燥泽责澡燥则怎泽
正常磷
晕燥则皂葬造
责澡燥泽责澡燥则怎泽
栽员 原 源园 猿园怨郾 愿缘 依 源圆郾 缘苑葬粤 猿远远郾 缘远 依 员源郾 怨远葬 远缘郾 苑源 依 怨郾 源园葬粤 苑园郾 苑苑 依 猿郾 员愿葬 园郾 远缘 依 园郾 园源葬 园郾 远员 依 园郾 园猿葬 员郾 园愿 依 园郾 园苑葬 员郾 园怨 依 园郾 园远葬
栽员 原 猿圆 圆源愿郾 缘怨 依 缘员郾 猿愿遭粤月 猿圆园郾 远苑 依 员愿郾 员园葬 缘源郾 苑源 依 圆郾 源愿遭月 远远郾 远苑 依 圆郾 园缘葬 园郾 远愿 依 园郾 园员葬 园郾 远远 依 园郾 园员葬 园郾 愿远 依 园郾 园源葬遭 员郾 园圆 依 园郾 园猿葬
栽员 原 猿愿 圆员远郾 员猿 依 远猿郾 苑愿遭糟月 猿源源郾 远源 依 员愿郾 猿源葬 源缘郾 猿缘 依 远郾 苑怨糟悦 远猿郾 怨猿 依 圆郾 远圆葬 园郾 远远 依 园郾 园圆葬 园郾 远员 依 园郾 园缘葬 园郾 苑愿 依 园郾 园远葬遭 园郾 怨苑 依 园郾 园圆葬
栽员 原 源远 圆园缘郾 愿圆 依 员缘郾 圆缘遭糟月 圆怨源郾 苑猿 依 员猿郾 远圆葬 源源郾 猿园 依 圆郾 缘圆糟悦 缘愿郾 猿员 依 源郾 圆员葬 园郾 远苑 依 园郾 园猿葬 园郾 远猿 依 园郾 园源葬 园郾 苑苑 依 园郾 园猿葬遭 园郾 怨猿 依 园郾 员园葬
栽员 原 猿源 员怨猿郾 远怨 依 猿怨郾 怨员糟月 猿源源郾 猿园 依 圆猿郾 愿圆葬 源猿郾 源苑 依 远郾 猿远糟悦 远源郾 苑猿 依 猿郾 愿愿葬 园郾 苑员 依 园郾 园猿葬 园郾 缘怨 依 园郾 园猿葬 园郾 苑愿 依 园郾 园苑葬遭 园郾 怨苑 依 园郾 园猿葬
悦运 员愿员郾 员远 依 圆郾 远圆糟月 圆愿远郾 缘员 依 员怨郾 远员葬 猿怨郾 苑远 依 圆郾 怨远糟悦 缘愿郾 苑园 依 猿郾 园园葬 园郾 苑园 依 园郾 园缘葬 园郾 远员 依 园郾 园猿葬 园郾 远苑 依 园郾 园圆遭 园郾 怨怨 依 园郾 园愿葬
表 源摇 低磷胁迫对不同大豆幼苗生长的影响
栽葬遭造藻 源摇 耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 造燥憎 责澡燥泽责澡燥则怎泽 泽贼则藻泽泽 燥灶 贼澡藻 早则燥憎贼澡 燥枣 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 泽燥赠遭藻葬灶 责造葬灶贼泽 葬贼 泽藻藻凿造蚤灶早 泽贼葬早藻
株系
杂燥赠遭藻葬灶
泽贼则葬蚤灶泽
株高
孕造葬灶贼 澡藻蚤早澡贼 辕 糟皂
第一展开叶片面积
栽澡藻 枣蚤则泽贼 藻曾责葬灶泽蚤燥灶 遭造葬凿藻 葬则藻葬 辕 糟皂圆
正常磷
晕燥则皂葬造
责澡燥泽责澡燥则怎泽
低磷
蕴燥憎
责澡燥泽责澡燥则怎泽
降幅
阅藻糟则藻葬泽蚤灶早
葬皂责造蚤贼怎凿藻 辕 豫
正常磷
晕燥则皂葬造
责澡燥泽责澡燥则怎泽
低磷
蕴燥憎
责澡燥泽责澡燥则怎泽
降幅
阅藻糟则藻葬泽蚤灶早
葬皂责造蚤贼怎凿藻 辕 豫
栽员 原 猿圆 员源援 苑园 依 员援 怨缘糟月 员圆援 圆园 依 员援 猿源遭月 员苑援 园员 圆员援 园园 依 员援 圆猿葬 员愿援 缘怨 依 员援 愿缘葬粤 员员援 源怨
栽员 原 猿源 圆圆援 怨愿 依 园援 怨怨葬粤 员缘援 员愿 依 圆援 园猿葬粤 猿猿援 怨缘 圆园援 苑圆 依 猿援 园员葬 员缘援 圆远 依 员援 愿猿遭糟粤月悦 圆远援 猿远
栽员 原 猿愿 员怨援 圆苑 依 员援 缘愿葬遭粤月 员园援 愿源 依 圆援 猿园 遭月 源猿援 苑源 圆园援 苑圆 依 圆援 愿园葬 员猿援 缘远 依 圆援 猿怨糟月悦 猿源援 缘远
栽员 原 源园 员愿援 苑圆 依 圆援 源猿遭糟粤月 员员援 怨源 依 园援 怨园 遭月 猿远援 圆员 圆园援 苑苑 依 圆援 愿怨葬 员苑援 缘员 依 猿援 远怨 葬遭粤月 员缘援 苑园
栽员 原 源远 员怨援 圆苑 依 员援 猿员遭糟月 员员援 怨圆 依 员援 缘苑 遭月 猿愿援 员猿 圆园援 远员 依 圆援 源源葬 员圆援 源猿 依 员援 猿远糟悦 猿怨援 远苑
悦运 员怨援 圆苑 依 员援 圆缘葬遭粤月 员缘援 猿圆 依 园援 怨员葬粤 圆园援 源愿 圆园援 远源 依 圆援 园源葬 员猿援 源怨 依 园援 远猿糟月悦 猿源援 远缘
表 缘摇 低磷对不同转基因大豆干物质积累的影响
栽葬遭造藻 缘摇 耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 造燥憎 孕 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶泽 燥灶 贼澡藻
凿则赠 皂葬贼贼藻则 葬糟糟怎皂怎造葬贼蚤燥灶 蚤灶 贼澡藻 泽澡燥燥贼泽 葬灶凿
则燥燥贼泽 燥枣 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 泽燥赠遭藻葬灶 责造葬灶贼泽
株系
杂燥赠遭藻葬灶
泽贼则葬蚤灶泽
根干重
砸燥燥贼 凿则赠
憎藻蚤早澡贼 辕 早
茎叶干重
杂澡燥燥贼 凿则赠
憎藻蚤早澡贼 辕 早
根冠比
砸燥燥贼 辕 泽澡燥燥贼
则葬贼蚤燥
栽员 原 猿圆 园郾 缘园 依 园郾 园猿遭粤月 圆郾 源愿 依 园郾 源猿葬粤 园郾 圆园
栽员 原 猿源 园郾 源员 依 园郾 园源遭月悦 圆郾 圆怨 依 园郾 圆缘葬粤 园郾 员愿
栽员 原 猿愿 园郾 猿员 依 园郾 园怨糟悦 圆郾 员圆 依 园郾 圆园葬粤 园郾 员源
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栽员 原 源远 园郾 猿远 依 园郾 园远糟悦 圆郾 圆员 依 园郾 猿苑葬粤 园郾 员远
悦运 园郾 猿园 依 园郾 园愿糟悦 圆郾 园缘 依 园郾 圆远 葬粤 园郾 员源
照袁并且差异显著渊 责 约 园郾 园员冤袁根系干重分别超对照
怨圆豫和 缘苑豫 曰栽员 原 猿源尧栽员 原 猿愿 和 栽员 原 源远 与对照差异不
显著遥 各材料间茎叶干重差异不显著遥 栽员 原 源园 和 栽员原 猿圆 根冠比在 园郾 圆园 耀 园郾 圆缘 之间袁高于对照渊表 缘冤遥 表
明 郧皂孕栽云员 表达量的提高首先促进了根系的生长遥
圆郾 苑摇 低磷对转基因大豆光合色素含量的影响
正常磷处理下袁转基因株系与对照之间叶绿素含
量差异不显著遥 低磷处理下转基因株系叶片的叶绿素
含量都高于对照袁其中转基因株系 栽员 原 猿圆尧栽员 原 猿愿 和
栽员 原 源园 叶绿素含量分别比对照高出 源源郾 园豫 尧源苑豫 尧源猿豫 袁且差异显著渊 责 约 园郾 园缘冤遥 正常磷和低磷浓度相
比袁低磷处理比正常磷处理下各材料的叶绿素含量都
有所下降渊图 源冤袁各株系材料的下降幅度不同袁对照植
株的降幅最大袁达到 猿源豫 袁转基因各株系下降幅度均
小于对照袁降幅在 源郾 园豫 耀 员猿郾 员豫之间袁而株系 栽员 原猿圆袁的叶绿素含量在低磷条件反而比正常磷条件高出
源源园员
摇 苑 期 转 郧皂孕栽云员 基因大豆在低磷胁迫下的表现
员远豫 遥 说明转基因植株受低磷胁迫影响比对照小遥
图 源摇 不同磷浓度处理下各株系与
对照叶绿素含量的比较
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责澡燥泽责澡燥则怎泽 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶泽 贼则藻葬贼皂藻灶贼
圆郾 愿摇 低磷对转基因大豆丙二醛含量的影响
转基因植株和对照在低磷处理下叶片膜脂过氧化
产物丙二醛含量都高于正常磷处理下的丙二醛含量袁
说明磷胁迫能加速植株叶片脂膜氧化遥 正常磷条件
下袁各转基因株系和对照之间无明显差异渊表 远冤遥 低
磷条件下袁转基因株系丙二醛含量都低于对照袁比对照
低 员园郾 猿 耀 猿员郾 缘豫 袁其中株系 栽员 原 猿圆尧栽员 原 猿愿尧栽员 原 源园 和栽员 原 源远 与对照差异达到极显著遥
表 远摇 不同磷浓度处理下转基因植株
与对照植株丙二醛含量比较
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株系
杂燥赠遭藻葬灶 泽贼则葬蚤灶泽
低磷
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正常磷
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栽员 原 猿源 员圆郾 缘怨 依 园郾 远苑 葬遭粤月 员园郾 缘愿 依 园郾 猿猿 葬
栽员 原 猿愿 怨郾 远猿 依 园郾 苑怨 糟悦 员园郾 员缘 依 园郾 猿员 葬
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栽员 原 源远 员园郾 愿远 依 园郾 远员 遭糟月悦 员园郾 员园 依 园郾 猿愿 葬
悦运 员源郾 园缘 依 园郾 圆员 葬粤 员园郾 源圆 依 园郾 缘员 葬
猿摇 讨论
运用农杆菌介导大豆子叶节转化法将 郧皂孕栽云员
基因 糟阅晕粤转入了大豆渊豫豆 圆圆冤袁提高了 郧皂孕栽云员 的
表达量遥 郧皂孕栽云员 基因是根据 韵泽孕栽云员 设计引物从大
豆中克隆的 糟阅晕粤序列咱员园暂 袁因此应用逆转录荧光定量
孕悦砸分析袁野生型植株存在一定的本底表达量袁但是
转基因植株 郧皂孕栽云员 的相对表达量均高于野生型对
照袁说明 郧皂孕栽云员 的转入提高了目的基因的表达量遥
不同转基因株系之间 郧皂孕栽云员 表达量有差异袁栽员 原 猿圆
和 栽员 原 源园 显著高于其他转基因植株和对照袁分别是对
照的 缘郾 员远 和 猿郾 源缘 倍袁可能是基因插入位点不同或拷
贝数不同造成的咱员缘暂 遥
地上部磷浓度是评价大豆苗期磷效率的重要指标
之一咱猿员暂 袁本研究转基因大豆株系地上部磷含量显著高
出野生型袁高出 圆苑豫 耀 猿园豫 袁磷含量与 郧皂孕栽云员 的相
对表达量呈极显著正相关渊砸 越 园郾 怨苑鄢鄢冤遥 进一步说明
郧皂孕栽云员 的过表达有效提高了苗期转基因大豆的磷效
率遥
低磷条件下 郧皂孕栽云员 基因的过表达显著增加了
转基因大豆植株根总长尧根表面积尧根体积和根干重遥
研究表明植物根系形态指标渊根长尧根表面积和根体
积冤与磷效率间存在显著正相关袁可以作为评价不同
磷水平下植物基因型差异的可靠指标咱员远 原 员怨袁猿园暂 遥 本研
究表明转入 郧皂孕栽云员 基因的过表达促进了大豆植株
根系的发育袁提高了植株耐低磷能力遥 根冠比的增加
是植物耐低磷的一种机制咱圆苑暂 袁在低磷条件下袁植物输
送更多的光合产物至根部袁增加根干重减少茎叶干重袁
最终提高了根冠比咱圆远 原 圆愿暂 遥 本研究中低磷条件下
郧皂孕栽云员 基因表达量增强型转基因植株根干重显著增
加袁茎叶干重增加不显著袁从而根冠比提高袁进一步说
明了转基因植株耐低磷能力的提高遥 张彦丽等咱猿员暂研
究显示低磷胁迫对苗期大豆株高的影响较小袁 刘婧琦
等咱猿圆暂认为磷处理对成熟期大豆株高尧分枝数和主茎节
数等植株形态性状影响较小遥 而本研究中低磷胁迫下
郧皂孕栽云员 基因表达量增强型转基因大豆比野生型苗期
株高显著降低袁叶片增大袁野生型对照植株整体表现植
株细弱遥
叶绿素是光能吸收尧传递和转换的一种最重要的
色素袁低磷胁迫会明显降低叶绿素含量咱圆园袁圆缘 原 圆苑暂 遥 丙二
醛渊酝阅粤冤是膜脂过氧化最终分解产物袁对植物的细胞
膜和酶有严重损伤作用袁常导致膜结构以及生理完整
性的破坏袁缺磷条件下引起超氧自由基的积累并引起
叶片脂膜氧化程度提高袁造成脂膜氧化产物丙二醛含
量升高咱圆员袁圆猿 原 圆源暂 袁本研究转基因大豆株系在低磷胁迫下
叶片中的叶绿素含量高于野生型对照 源猿豫 耀 源苑豫 袁而
丙二醛含量比野生型对照低 员园豫 耀 猿员豫 遥 因此说明
缘源园员
核摇 农摇 学摇 报 圆苑 卷
郧皂孕栽云员 基因在转基因大豆中的过量表达袁在低磷条
件下调控相关磷代谢基因的表达咱愿暂 袁增强自身磷的运
转和再利用效率袁从而降低了磷胁迫带来的伤害遥 而
栽员 原 猿圆 株系在低磷条件下叶绿素含量没有降低却升
高袁也是磷高效型的一种表现遥 王聪等咱圆远暂认为大豆在
缺磷和低磷胁迫下袁磷低效基因型的叶绿素含量减少袁
而磷高效基因型却增大袁不同基因型对缺磷和低磷的
反应程度存在显著差异遥
源摇 结论
转 郧皂孕栽云员 基因大豆的 郧皂孕栽云员 表达量显著提
高袁不同转基因株系之间存在差异遥 转基因大豆中
郧皂孕栽云员 的过表达显著提高了大豆的耐低磷能力院在
低磷胁迫下袁促进转基因大豆根系的发育袁增加了大豆
植株根总长尧根表面积尧根体积和根干重袁提高根冠比曰
减轻了低磷环境造成的生理伤害袁提高了叶绿素含量袁
减少了丙二醛形成曰增强了对磷的运转和利用效率袁增
加了植株体内的磷含量袁磷含量与 郧皂孕栽云员 的表达量
显著正相关遥
参考文献院
咱 员 暂 摇 刘建中袁 李振声袁 李继云援利用植物自身潜力提高土壤中磷的生
物有效性咱允暂 援生态农业研究袁员怨怨源袁 缘院 员远 原 圆猿
咱 圆 暂摇 李继云袁 刘秀娣袁 周伟援 有效利用土壤养分元素的作物育种新
技术研究咱允暂 援中国科学院月辑袁 员怨怨缘袁 圆缘 渊员冤 院 源员 原 源愿
咱 猿 暂 摇 张福锁袁 王激清袁 张卫峰袁 崔振岭袁 马文奇袁 陈新平袁 江荣风援
中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径咱 允暂 援 土壤学报袁
圆园园愿袁 源缘院 怨员缘 原 怨圆源
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咱 缘 暂 摇 朱铁群援 我国水环境农业非点源污染防治研究简述咱 允暂 援农村生
态环境袁 圆园园园袁 员远 渊 猿冤院 缘缘 原 缘苑
咱 远 暂 摇 张文学援 我国磷资源开发利用及趋势咱允暂 援 武汉工程大学学报袁
圆园员员袁 猿猿渊圆冤院 员 原 缘
咱 苑 暂摇 李喜焕袁常文锁袁张彩英援 提高植物磷营养效率渊候选冤基因研究
进展咱允暂 援植物遗传资源学报袁 圆园员圆袁 员猿渊员冤院 愿猿 原 怨苑
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咱员园暂 摇 李喜焕援 大豆品种资源耐低磷鉴定及相关转录因子基因
郧皂孕栽云员 的克隆咱阅暂援 保定院 河北农业大学袁 圆园园愿
咱员员暂 摇 郑醒袁 张彩英袁常文锁袁 李喜焕援 转录因子 郧皂孕栽云员 表达载体构
建及转化大豆研究咱允暂 援 华北农学报袁 圆园员员袁 圆远渊远冤院 圆苑 原 猿员
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叶节遗传转化的研究咱允暂 援 作物学报袁 圆园园缘袁 猿员渊圆冤院 员苑园 原 员苑远
咱员猿暂摇 李合生援 植物生理生化实验原理和技术咱酝暂援 北京院 高等教育
出版社袁 圆园园员袁 员猿源 原 员猿苑
咱员源暂摇 鲁如坤援 土壤农业化学分析方法咱酝暂援 北京院 中国农业科技出
版社袁 圆园园园
咱员缘暂摇 李桂兰袁 乔亚科袁 李明刚袁 崔姗姗袁 乔潇袁 乔坤艳援 植酸酶根特
异表达载体的构建及大豆转化咱 允暂 援 核农学报袁 圆园员员袁圆缘渊缘冤院
愿愿愿 原 愿怨猿
咱员远暂摇 严小龙袁廖红袁戈振扬袁罗锡文援 植物根构型特性与磷吸收效率
咱允暂 援 植物学通报袁 员怨怨怨袁 圆圆 渊猿冤 院 员 原 猿
咱员苑暂摇 王树起袁 韩晓增袁 李晓慧袁 严君袁 乔云发援 缺磷胁迫下的大豆根
系形态特征研究咱允暂 援 农业系统科学与综合研究袁 圆园员园袁 圆远渊圆冤院
员怨圆 原 员怨远
咱员愿暂摇 孙悔国袁 张福锁援 缺磷胁迫下的小麦根系形态特征研究咱允暂 援 应
用生态学报袁 圆园园圆袁 员猿 渊猿冤 院 圆怨缘 原 圆怨怨
咱员怨暂摇 张彦丽援 不同磷效率大豆基因型根形态构型对低磷胁迫的响应
咱允暂 援 中国农学通报袁 圆园员园袁 圆远渊员源冤院 员愿圆 原 员愿缘
咱圆园暂摇 郑金凤袁 李成璞袁 董少鸣袁 白志英袁 李存东袁 毕常锐援 低磷胁迫
对小麦代换系叶绿素和类胡萝卜素含量的影响及染色体效应
咱允暂 援 华北农学报袁 圆园员园袁 圆缘渊缘冤院 员远员 原 员远缘
咱圆员暂摇 李俊袁 张春雷袁 秦岭袁 马霓袁 李峰援 不同磷效率基因型油菜对低
磷胁迫的生理响应咱允暂 援 中国油料作物学报袁 圆园员园袁 猿圆渊圆冤院 圆圆圆
原 圆圆愿
咱圆圆暂摇 陈钰袁 郭爱花援 不同磷胁迫对韭菜光合色素的影响咱允暂 援 天津农
业科学袁 圆园园愿袁 员源渊远冤院 圆缘 原 圆苑
咱圆猿暂摇 王晶袁 韩晓日袁 站秀梅袁 侯玉慧袁 赵伟力援 低磷胁迫对番茄叶片
脂膜过氧化及保护酶活性的影响咱 允暂 援 植物营养与肥料学报袁
圆园园缘袁 员员渊远冤院 愿缘员 原 愿缘源
咱圆源暂摇 万美亮袁 邝炎华袁 陈建勋援 缺磷胁迫对甘蔗膜质过氧化及保护
酶系统活性的影响咱允暂 援 华南农业大学学报袁 员怨怨怨袁 圆园渊圆冤院 员 原
远
咱圆缘暂摇 吴忠长援 水稻耐低磷胁迫相关转录因子 韵泽孕栽云员 研究咱阅暂援 杭
州院 浙江大学袁 圆园园源援
咱圆远暂摇 王聪袁刘曙光袁李志刚袁 成晓东袁 邢庆芬援 磷胁迫对不同基因型
大豆苗期叶片特征的影响咱允暂 援 内蒙古民族大学学报院自然科学
版袁圆园园源袁渊猿冤院远源 原 远苑
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咱圆怨暂摇 崔世友袁 耿雷跃袁 孟庆长袁 喻德跃援 大豆苗期耐低磷性及其 匝栽蕴
定位咱允暂 援 作物学报袁 圆园园苑袁猿猿渊猿冤 院 猿苑愿 原 猿愿猿
咱猿园暂摇 梁泉袁尹元萍袁严小龙袁 廖红援 不同磷水平下大豆根系性状的遗
传特性分析咱允暂 援 分子植物育种袁 圆园园怨袁 苑渊圆冤院猿圆员 原 猿圆怨
咱猿员暂摇 张彦丽袁 贾健辉袁 赵月琪袁 谷思玉袁 许景钢援 大豆苗期耐低磷筛
远源园员
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选指标的研究咱允暂 援 安徽农业科学袁 圆园员园袁猿愿渊员园冤院缘缘园远 原 缘缘园苑袁
缘缘员园
咱猿圆暂摇 刘婧琦袁 谢甫绨袁 敖雪袁 张惠君袁 王海英援 磷对不同磷效率大豆
品种光合生理和农艺性状的影响咱 允暂 援 大豆科学袁圆园园怨袁圆愿渊圆冤院
圆员苑 原 圆圆园
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苑源园员