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我室甘蓝型油菜硼转运基因功能研究获新进展

信息来源:作物遗传改良国家重点实验室    发布时间:2017-05-31
5月25日,《Plant, Cell & Environment》期刊在线刊登了我室油菜团队题为“The boron transporter BnaC4.BOR1;1c is critical for inflorescence development and fertility under boron limitation in Brassica napus”的研究论文。该论文研究揭示了甘蓝型油菜硼转运基因BnaC4.BOR1;1c的生物学功能,证明它在油菜根、地上部茎节和花器官中的表达为油菜正常开花结实所必需。

AtBOR1是日本科学家从拟南芥中克隆的第一个硼转运基因,该基因在根中柱薄壁细胞中表达,负责硼的木质部装载。资环院植物营养遗传团队研究发现甘蓝型油菜中有6个AtBOR1的同源基因(BnBOR1s),在本研究发现BnaC4.BOR1;1c氨基酸序列与AtBOR1的相似性高达90%。

亚细胞定位结果显示BnaC4.BOR1;1c 定位在细胞质膜上,BnaC4.BOR1;1c基因的启动子连接GUS报告基因在拟南芥苗期根的中柱维管组织、莲座叶基部和花蕾期地上部节点、幼嫩花蕾中有显著表达。随着花蕾的发育,GUS的活性集中在花蕾的节点处;对应的油菜根、地上部节和花蕾等组织中BnaC4.BOR1;1c都有显著表达。过量表达BnaC4.BOR1;1c 能互补拟南芥bor1突变体,提高其对低硼胁迫的抗性。利用RNAi技术,在油菜硼高效品种QY10中创制的BnaC4.BOR1;1c的RNAi株系对缺硼超敏感,根系硼向地上部的转运受阻,花器官硼的分配显著下降,花蕾柱头外露、干枯脱落,表现出典型的“花而不实”缺硼症,并最终导致荚果瘦小,籽粒产量严重下降。这些结果证明甘蓝型油菜BnaC4.BOR1;1c基因起着由根向地上部转运硼和地上部硼向花器官分配的功能,这一生物学功能与模式植物拟南芥相比,显示了异源多配体作物甘蓝型油菜基因功能的多样性。

论文链接: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.12987/pdf

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