甘藍(lán)型油菜硼轉(zhuǎn)運(yùn)基因功能研究獲新進(jìn)展
本報訊(通訊員 陳海飛)5月25日,《Plant,Cell&Environment》期刊在線刊登了資環(huán)學(xué)院植物營養(yǎng)遺傳團(tuán)隊題為“TheborontransporterBnaC4.BOR1;1ciscriticalforinflorescencedevelopmentandfertilityun-derboronlimitationinBrassicanapus”的研究論文。該論文研究揭示了甘藍(lán)型油菜硼轉(zhuǎn)運(yùn)基因BnaC4.BOR1;1c的生物學(xué)功能,證明它在油菜根、地上部莖節(jié)和花器官中的表達(dá)為油菜正常開花結(jié)實所必需。
AtBOR1是日本科學(xué)家從擬南芥中克隆的第一個硼轉(zhuǎn)運(yùn)基因,該基因在根中柱薄壁細(xì)胞中表達(dá),負(fù)責(zé)硼的木質(zhì)部裝載。資環(huán)院植物營養(yǎng)遺傳團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)甘藍(lán)型油菜中有6個AtBOR1的同源基因(BnBOR1s),在本研究發(fā)現(xiàn)BnaC4.BOR1;1c氨基酸序列與AtBOR1的相似性高達(dá)90%。
亞細(xì)胞定位結(jié)果顯示BnaC4.BOR1;1c定位在細(xì)胞質(zhì)膜上,BnaC4.BOR1;1c基因的啟動子連接GUS報告基因在擬南芥苗期根的中柱維管組織、蓮座葉基部和花蕾期地上部節(jié)點、幼嫩花蕾中有顯著表達(dá)。隨著花蕾的發(fā)育,GUS的活性集中在花蕾的節(jié)點處;對應(yīng)的油菜根、地上部節(jié)和花蕾等組織中 BnaC4.BOR1;1c都有顯著表達(dá)。過量表達(dá)BnaC4.BOR1;1c能互補(bǔ)擬南芥bor1突變體,提高其對低硼脅迫的抗性。利用RNAi技術(shù),在油菜硼高效品種QY10中創(chuàng)制的 BnaC4.BOR1;1c的 RNAi株系對缺硼超敏感,根系硼向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)受阻,花器官硼的分配顯著下降,花蕾柱頭外露、干枯脫落,表現(xiàn)出典型的“花而不實”缺硼癥,并最終導(dǎo)致莢果瘦小,籽粒產(chǎn)量嚴(yán)重下降。這些結(jié)果證明甘藍(lán)型油菜BnaC4.BOR1;1c基因起著由根向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)硼和地上部硼向花器官分配的功能,這一生物學(xué)功能與模式植物擬南芥相比,顯示了異源多配體作物甘藍(lán)型油菜基因功能的多樣性。