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马铃薯锌转运蛋白基因StZIP12调控锌吸收功能
索海翠, 刘计涛, 王丽, 李成晨, 单建伟, 李小波
作物学报    2023, 49 (7): 1994-2001.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2023.24196
摘要   (397 HTML18 PDF(pc) (4818KB)(319)  

马铃薯作为世界第四大粮食作物, 是全球2/3人口的主食, 是锌生物强化策略的重要目标作物, 因此研究马铃薯锌吸收具有重要作用。锌转运蛋白调节植物锌吸收过程。本研究在前期研究基础上克隆了马铃薯锌转运蛋白基因StZIP12, 定量PCR结果表明该基因在马铃薯各组织中均有表达, 在新叶中表达量显著高于其他组织, 且受到低锌诱导表达; 利用异源酵母互补试验证实了StZIP12能够恢复锌吸收障碍酵母突变体ZHY3 (zrt1zrt2)的锌吸收功能; 利用转基因手段过表达StZIP12于马铃薯品种鄂薯3号, 在缺锌处理下, 与非转基因对照植株相比较, 过表达StZIP12提高了转基因马铃薯株高, 转基因组培苗的根长和总锌含量以及盆栽转基因植株块茎的锌含量增加, 其中2个株系块茎锌含量分别比对照提高22.00%和32.95%。以上结果证明了StZIP12在马铃薯锌的吸收过程中起着重要调节作用, 为马铃薯锌生物强化提供了理论依据。



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图6 缺锌处理下马铃薯转基因组培苗的表型及锌含量
A: 植株表型及锌含量分析, 误差线代表标准误, 多重比较采用Duncan分析法, 不同小写字母代表显著水平(P < 0.05)。B: 植株表型图片; C: 根体积分级。CK: 正常锌;-Zn: 缺锌处理。
正文中引用本图/表的段落
对转基因株系及对照植株的组培苗进行缺锌处理发现, 在正常锌培养条件下, 转基因株系OE-26和OE-31与对照ES3在总根长、地上部株高上差异不显著。在缺锌培养条件下, 转基因株系OE-26和OE-31与对照ES3在地上部株高和总根长上差异显著, 且在地上部和根部鲜重上OE-26显著高于ES3。对地上部和根部锌含量进行测定发现, 在正常锌培养条件下, 转基因株系OE-26和OE-31与对照ES3锌含量差异不显著。缺锌处理显著降低了转基因株系和对照植株的地上部和根部锌含量。但在缺锌培养条件下, OE-26地上部和根部锌含量显著高于对照植株, OE-31地上部和根部锌含量也略高于对照植株, 但差异未达显著水平(图6-A)。
根体积能反映根粗。对总根体积进行分级发现, 在缺锌处理下, 对照植株V>0.400的体积比由63%降低到20%, 0.000<V≤0.100的体积比由4%上升到16%; 而OE-26和OE-31两个株系的根体积比变化不大, V>0.400的体积比分别为77%和58%, 0.000<V≤0.10的体积比分别为2%和4%。说明在缺锌处理下, 2个转基因株系生长所受影响较小(图6-B, C)。
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