一个响应土壤缺铁拟南芥突变体的分离及鉴定

摘要

铁是植物生长发育必需的一种微量元素,但土壤中植物可直接吸收利用的铁非常有限.缺铁使作物生长受限,进而影响人类膳食健康.植物体能通过调节一系列基因表达的变化来响应缺铁,但目前对该调控系统的研究仍不完善.CYP82C4(At4g31940)是拟南芥中一个强烈响应缺铁的基因,本研究将该基因启动子连接荧光素酶报告基因LUC2并转化拟南芥,进一步通过T-DNA的随机插入得到一个响应缺铁信号的突变体库.通过筛选该突变体库,我们得到一个强烈响应缺铁信号的突变体L22-8.和野生型相比,正常情况下L22-8地上部和地下部内源CYP82C4的表达量均显著增高,缺铁处理时其地上部表达量仍高于野生型,而地下部则不明显.定量结果显示FIT,bHLH38和bHLH39等植物铁代谢关键调控因子的表达发生了显著变化,但植株总铁、磷、锌的含量较野生型并没有显著区别,表明该T-DNA的插入虽影响了植株对缺铁胁迫的响应,但并不直接作用于植株对铁的吸收、转运上.反向PCR分析发现L22-8的T-DNA插入位点位于At3g51950和At3g51960之间,且这两个基因的转录表达在正常生长条件下均略低于Col-0.基因互补实验发现仅有At3g51960能部分互补L22-8的荧光信号,表明At3g51960基因的表达影响了CYP82C4对缺铁胁迫的响应.本研究进一步扩展了植物吸收利用铁的分子调控网络,为分子育种工作提供了指导.