大豆突变体库的低硫耐性鉴定和资源筛选

[目的]硫元素是维持植物正常生长发育所需要的第四大营养元素。本文旨在探究低硫处理对苗期大豆的影响,筛选耐低硫和低硫敏感的大豆突变体。[方法]以突变体群体为研究材料,在不同硫水平下连续处理大豆幼苗10 d后测量表型,以10个指标为依据评价大豆突变体对低硫的耐性。[结果]与对照相比,各突变体的根长、鲜重根冠比、干重根冠比在缺硫处理下均极显著增加,叶绿素含量、株高、地上部鲜重和干重、根鲜重在缺硫处理下均降低,而根干重略有增加。所有性状均具有较高遗传率,其中以倒2叶（新叶）的叶绿素含量(SPAD_new值)的遗传率最高。缺硫改变了部分性状之间的相关程度。基于倒2叶的叶绿素含量和地上部干重筛选了一批与低硫耐性相关的大豆突变体资源。[结论]低硫影响苗期大豆的生长,倒2叶的叶绿素含量和地上部干重可作为苗期大豆对低硫耐性的评价指标,基于这2个指标筛选出表现稳定的6个耐低硫突变体和4个低硫敏感突变体。     

核糖体基因GmRPL12对大豆低硫耐性的调控作用研究

为研究大豆中核糖体基因对大豆耐低硫胁迫功能的调控作用,从科丰1号根中克隆1个大豆核糖体蛋白编码基因GmRPL12。分析基因结构和低硫胁迫下不同组织中的表达情况,将基因过表达载体和干扰载体转化科丰1号毛状根,获得转基因嵌合体,并进行基因表达分析和植株表型分析。序列分析结果表明:基因编码区全长576 bp,预测蛋白C端包含1个核糖体蛋白L7/L12保守结构域RPL12。该基因在根中表达量较高,表达水平受低硫诱导,不同品种中该基因对低硫响应的模式不同。通过毛状根遗传转化获得GmRPL12基因过表达、RNA干扰以及空载体对照的大豆嵌合体。低硫处理与正常硫水平处理相比,GmRPL12基因过表达的大豆嵌合体植株倒一叶和倒二叶SPAD、株高、地上部鲜重和干重、地下部鲜重和干重显著增加,RNA干扰下调大豆嵌合体植株的以上指标。GmRPL12基因的过量表达能显著增加低硫处理时地上部、地下部的无机硫含量,以及正常硫水平处理时地上部的无机硫含量。研究结果暗示GmRPL12基因可能参与大豆对低硫耐性和大豆硫代谢的调控。     

应用RNA重测序分析低硫条件下大豆基因表达谱

大豆是重要的粮油兼用作物,其硫利用的研究不足。本研究评价了云梦六月花叶和沁阳大豆对低硫的耐性,以这2个品种为材料,利用RNA重测序技术分析了对照(+S)和缺硫(–S)水平下根和叶中的表达谱。结果表明,云梦六月花叶对低硫表现为耐性,沁阳大豆对低硫表现为敏感。表达谱分析在云梦六月花叶和沁阳大豆的叶中分别鉴定到9064个和9795个低硫响应的差异表达基因,根中分别鉴定到3185个和5006个差异表达基因。KEGG富集分析发现,2个材料叶中有9个共有途径,仅植物MAPK信号途径富集更多的上调表达基因。2个材料根中有18个共有途径,其中9个途径在2个材料的中对低硫的响应一致, 4个途径包含更多的上调表达基因, 5个途径包含更多的下调表达基因。在其余9个途径中,云梦六月花叶包含更多的上调表达基因。大豆硫酸根转运蛋白基因对硫酸根的吸收和转运非常重要,在表达谱中鉴定到27个硫酸根转运蛋白基因,分属4个亚组,亚组1、2、4的基因多受低硫诱导,亚组3的基因对低硫的响应较为复杂。基于富集分析结果,本研究从植物MAPK信号途径中克隆了一个受低硫诱导的基因Gm EIL1,通过转化大豆毛状根证明该基因参与大豆硫利...