遗传学报
遺傳學報
유전학보
ACTA GENETICA SINICA
2006年
12期
1120-1126
,共7页
姜廷波%丁宝建%李凤娟%杨传平
薑廷波%丁寶建%李鳳娟%楊傳平
강정파%정보건%리봉연%양전평
铁蛋白%基因表达%含铁量%烟草%遗传转化
鐵蛋白%基因錶達%含鐵量%煙草%遺傳轉化
철단백%기인표체%함철량%연초%유전전화
ferritin%gene expression%iron homeostasis%tobacco%genetic transformation
铁蛋白是一种由24个亚基组成的高分子贮藏蛋白质,可以储存多达4 500个铁原子,在动植物及微生物的新陈代谢中起着非常重要的作用.有研究表明,外源铁蛋白的大量表达可以提高植物储存铁离子的能力.为了明确外源铁蛋白基因转化植物中内源铁蛋白基因差异表达与植物含铁量的关系,本研究在成功获得2个烟草铁蛋白基因的全长cDNA克隆NtFerl(登录号:ay083924)和NtFer2(登录号:ay141105)的基础上,以烟草品种SR-1(Nicotiana tabacum cv.Petit Havana SR-1)为受体,培育了转铁蛋白基因烟草.将双元载体pBI121中的GUS基因用来自大豆的铁蛋白基因SoyFerl(登录号:m64337)置换,利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,获得在CaMV 35S启动子驱动表达的大豆铁蛋白基因转化烟草植株.Northern杂交和Western杂交分析表明外源铁蛋白基因在转基因烟草中得到了正确表达.比较转基因烟草和非转基因烟草的内源铁蛋白基因表达强度、叶片铁含量、根系铁还原酶活性、株高和鲜重表明,外源铁蛋白基因不但促进了NtFerl的表达,提高转基因植株的储存铁的能力和根系铁还原酶活性,而且促进植株的生长速度.以上结果说明,外源铁蛋白基因转化烟草中内源铁蛋白基因的表达、铁离子的还原吸收及光和作用都得到了进一步的提高.
鐵蛋白是一種由24箇亞基組成的高分子貯藏蛋白質,可以儲存多達4 500箇鐵原子,在動植物及微生物的新陳代謝中起著非常重要的作用.有研究錶明,外源鐵蛋白的大量錶達可以提高植物儲存鐵離子的能力.為瞭明確外源鐵蛋白基因轉化植物中內源鐵蛋白基因差異錶達與植物含鐵量的關繫,本研究在成功穫得2箇煙草鐵蛋白基因的全長cDNA剋隆NtFerl(登錄號:ay083924)和NtFer2(登錄號:ay141105)的基礎上,以煙草品種SR-1(Nicotiana tabacum cv.Petit Havana SR-1)為受體,培育瞭轉鐵蛋白基因煙草.將雙元載體pBI121中的GUS基因用來自大豆的鐵蛋白基因SoyFerl(登錄號:m64337)置換,利用農桿菌介導法轉化煙草葉盤,穫得在CaMV 35S啟動子驅動錶達的大豆鐵蛋白基因轉化煙草植株.Northern雜交和Western雜交分析錶明外源鐵蛋白基因在轉基因煙草中得到瞭正確錶達.比較轉基因煙草和非轉基因煙草的內源鐵蛋白基因錶達彊度、葉片鐵含量、根繫鐵還原酶活性、株高和鮮重錶明,外源鐵蛋白基因不但促進瞭NtFerl的錶達,提高轉基因植株的儲存鐵的能力和根繫鐵還原酶活性,而且促進植株的生長速度.以上結果說明,外源鐵蛋白基因轉化煙草中內源鐵蛋白基因的錶達、鐵離子的還原吸收及光和作用都得到瞭進一步的提高.
철단백시일충유24개아기조성적고분자저장단백질,가이저존다체4 500개철원자,재동식물급미생물적신진대사중기착비상중요적작용.유연구표명,외원철단백적대량표체가이제고식물저존철리자적능력.위료명학외원철단백기인전화식물중내원철단백기인차이표체여식물함철량적관계,본연구재성공획득2개연초철단백기인적전장cDNA극륭NtFerl(등록호:ay083924)화NtFer2(등록호:ay141105)적기출상,이연초품충SR-1(Nicotiana tabacum cv.Petit Havana SR-1)위수체,배육료전철단백기인연초.장쌍원재체pBI121중적GUS기인용래자대두적철단백기인SoyFerl(등록호:m64337)치환,이용농간균개도법전화연초협반,획득재CaMV 35S계동자구동표체적대두철단백기인전화연초식주.Northern잡교화Western잡교분석표명외원철단백기인재전기인연초중득도료정학표체.비교전기인연초화비전기인연초적내원철단백기인표체강도、협편철함량、근계철환원매활성、주고화선중표명,외원철단백기인불단촉진료NtFerl적표체,제고전기인식주적저존철적능력화근계철환원매활성,이차촉진식주적생장속도.이상결과설명,외원철단백기인전화연초중내원철단백기인적표체、철리자적환원흡수급광화작용도득도료진일보적제고.
For studying the effects of endogenous ferritin gene expressions (NtFerl, GenBank accession number ay083924; and NtFer2, GenBank accession number ay141105) on the iron homeostasis in transgenic tobacco (Nicotiana tabacum L.) plants expressing soybean (Glycine max Merr) ferritin gene (SoyFerl, GenBank accession number m64337), the transgenic tobacco has been produced by placing soybean ferritin cDNA cassette under the control of the CaMV 35S promoter. The exogenous gene expression was examined by both Northern- and Western-blot analyses. Comparison of endogenous ferritin gene expressions between nontransformant and transgenic tobacco plants showed that the expression of NtFerl was increased in the leaves of transgenic tobacco plants, whereas the NtFer2 expression was unchanged. The iron concentration in the leaves of transgenic tobacco plants was about 1.5-folds higher than that in nontransformant. Enhanced growth of transgenic tobacco was observed at the early development stages, resulting in plant height and fresh weights significantly greater than those in the nontransformant. These results demonstrated that exogenous ferritin expression induced increased expression of at least one of the endogenous ferritin genes in transgenic tobacco plants by enhancing the ferric chelate reductase activity and iron transport ability of the root, and improved the rate of photosynthesis.