大豆是重要粮食与油料作物,低磷胁迫严重影响其生长发育。发掘和利用低磷诱导基因对于提高土壤磷素利用效率、解决大豆磷素缺乏等至关重要。国际学术期刊International Journal of Molecular Sciences发表了作物优异种质创新团队(花生大豆)完成的研究论文“Allelic variation in GmPAP14 alters gene expression to affect acid phosphatase activity in soybean”。该研究通过不同磷效率大豆品种中紫色酸性磷酸酶基因GmPAP14 promoter和gDNA的功能研究以及大豆群体研究,表明等位变异通过改变GmPAP14表达影响根系磷酸酶活性。
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该研究发现,GmPAP14 promoter和gDNA序列在不同磷效率品种存在差异,启动子活性分析(图1)和GmPAP14 gDNA功能分析(图2)表明品种间序列变异影响基因的表达和植株磷酸酶活性。进一步根据第5内含子的变异序列设计了功能标记(图3),并对65份大豆进行了基因分型和磷酸酶活性测序,结果表明含有DEL36大豆品种的根系磷酸酶活性较高(图4)。这些结果为磷高效大豆品种的筛选提供了重要基因和潜在分子工具。
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图1 GmPAP14启动子等位变异分析
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图2 GmPAP14 gDNA等位变异分析
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图3 GmPAP14功能标记设计
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图4 大豆群体变异分析
作物优异种质创新团队张彩英研究员为通讯作者,孔佑宾助理研究员为论文第一作者,研究生院刘渊副研究员为共同第一作者。该研究得到了河北省自然科学基金项目、河北省现代农业科技奖励性后补助的资助。
文章链接:https://doi.org/10.3390/ijms24065398