草莓FaFIT在拟南芥中异源表达促进根系铁吸收
陈亚铎
宋艳红
李刚
赵霞
刘丽锋
周厚成
中国农业科学院郑州果树研究所,郑州 450009
摘要：[目的]植物根系吸收铁受到碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix,bHLH)转录因子的调控,bHLH转录因子FaFIT在草莓中的功能未知,试验初步分析FaFIT基因在草莓根系铁吸收过程中调控作用.[方法]以红颜草莓为试材,基于根系缺铁胁迫转录组数据生物信息学分析结果,克隆草莓根系铁吸收运转调控基因FaFIT;结合实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)分析该基因在不同组织中的表达差异,通过转基因拟南芥进一步验证该基因的功能.[结果]从红颜草莓根系中克隆获得FaFIT基因序列,该基因mRNA编码区序列全长1020 bp,编码339个氨基酸.蛋白结构预测显示,FaFIT蛋白具有保守的HLH区域,属于bHLH转录因子家族.FaFIT基因启动子序列具有bHLH转录因子DNA结合元件、脱落酸(abscisic acid,ABA)等激素调控元件及干旱胁迫诱导元件,推测FaFIT基因可能受到上游bHLH转录因子、ABA和干旱等因素的调控和诱导.qRT-PCR分析显示,FaFIT基因在根系中特异性表达;FaFIT基因在根组织中受到缺铁、高pH值诱导后表达上调,但在铁过量胁迫时表达显著下调.通过FaFIT基因转化拟南芥,结果发现阳性株根系中与铁吸收相关的3个基因AtAHA2、AtFRO2和AtIRT1的表达水平均上调,且与3个基因相对应蛋白酶H+-ATPase(P-type)、铁还原酶(ferric-chelate reductase,FCR)、铁转运体(iron-regulated transporter,IRT)的酶活性均提高.同时,在pH=5.8和pH=8.0的1/2 MS培养基中转FaFIT基因拟南芥阳性株系根部Fe2+积累显著增加,叶片叶绿素含量提高.[结论]FaFIT基因通过调控AtAHA、AtFRO2和AtIRT1基因表达以及增强H+-ATPase(p-type)、FCR和IRT酶活性促进根系铁的吸收和积累,推测是草莓根系铁吸收和转运过程中的关键调控因子.
关键词：草莓FaFIT基因铁吸收表达分析
分类号：S668.4(果树园艺)
资助基金：河南省大宗水果产业技术体系项目(S2014-11-G07)西藏自治区科技重点研发与转化计划项目(XZ201901NB04)郑州市重大科技创新专项(2019CXZX0084)中国农业科学院科技创新工程项目(CAAS-ASTIP-2021-ZFRI)
论文发表日期：2022-09-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 1562-1572 )
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