ABA合成基因StNCED2对马铃薯块茎形成的影响

目的]本文旨在研究ABA合成基因StNCED2对马铃薯块茎形成的影响及其机制。方法]通过半定量RT-PCR方法,分析ABA合成基因StNCED1和StNCED2的表达水平,确定在块茎形成过程中发挥主要作用的基因;通过遗传转化,获得过表达StNCED2的转基因马铃薯株系,利用PCR分子鉴定和ABA含量测定,获得过表达StNCED2的阳性植株;通过2季田间种植,分析其产量;采用qRT-PCR方法分析转基因株系中ABA信号和GA合成、代谢和信号通路基因的表达变化。结果]StNCED1在马铃薯初始匍匐茎和延伸匍匐茎中表达,但不能在膨大匍匐茎、初始块茎和成熟块茎中检测到;StNCED2在马铃薯块茎形成的整个过程均表达,且在延伸匍匐茎中表达量最高,因此选择StNCED2为继续研究的对象。过表达StNCED2的转基因株系T1和T7中,StNCED2的表达量比对照组Desiree高,且ABA含量也高。2季种植结薯产量分析发现,与对照组Desiree相比,转基因株系T1和T7单个薯块质量增加,而薯块数目变化不大,过表达材料的总产量更高。在过表达材料的匍匐茎和块茎中,ABA信号下游的转录因子St ABF1和GA代谢基因StGA2ox1的表达上调,GA合成基因StGA3ox2、StGA20ox1和信号转录因子StGAMYB的表达量下调,暗示ABA和GA之间可能存在直接的互作。结论]ABA合成基因StNCED2能够促进块茎形成,是基因工程中改良马铃薯产量性状的一个潜能基因。