谷子SiNPF4.12基因在根系和籽粒发育过程中的功能研究 (2).docxVIP

谷子SiNPF4.12基因在根系和籽粒发育过程中的功能研究

摘要：谷子具有突出的耐贫瘠特性，氮素吸收利用效率高，解析其氮高效分子机制具有重要的理论和应用价值。SiNPF4.12基因主要在根中表达，SiNPF4.12蛋白定位于细胞膜，爪蟾卵母细胞电生理实验表明其具有硝酸盐吸收活性。为阐明该基因在谷子生长发育过程中的功能，本研究利用基因编辑技术创制了一系列SiNPF4.12基因功能缺失突变体，获得了一个10bp缺失的纯合突变体和一个1bp插入的纯合突变体。15N丰度检测发现，该基因突变导致谷子氮素吸收效率降低。该突变体籽粒明显小于野生型，且在正常氮素条件下，根系明显短于野生型，表明SiNPF4.12基因协同调控了谷子氮素吸收和根系与籽粒的发育。

关键词：谷子；SiNPF4.12；基因编辑；氮素吸收

FunctionanalysisofSiNPF4.12geneduringrootandgraindevelopment

Abstract:Foxtailmillethasoutstandingcharacteristicsofbarrentoleranceandhighnitrogenabsorptionandutilizationefficiency.Itisofgreattheoreticalandpracticalvaluetoanalyzethemolecularmechanismofnitrogenefficiency.SiNPF4.12geneismainlyexpressedinroot,andSiNPF4.12proteinwaslocatedinplasmamembrane.ElectrophysiologicalexperimentsofxenopusoocytesshowedthatSiNPF4.12hasnitrateuptakeactivity.InordertoelucidatethefunctionofSiNPF4.12geneduringthegrowthanddevelopmentoffoxtailmillet,wecreatedaseriesofSiNPF4.12genedeletionmutantsusinggeneeditingtechnology,anda10bpdeletionmutantanda1bpinsertionmutantwereobtained.The15Nabundancetestshowedthatthemutationofthisgeneledtothedecreaseofnitrogenuptakeefficiencyinfoxtailmillet.Thegrainsizeofthemutantwassignificantlysmallerthanthatofthewildtype,andtherootofthemutantwassignificantlyshorterthanthatofthewildtypeundernormalnitrogenconditions,indicatingthatSiNPF4.12geneco-regulatedthenitrogenuptakeandrootandgraindevelopmentoffoxtailmillet.

Keywords:foxtailmillet;SiNPF4.12;geneediting;nitratetransport

目录

TOC\o1-3\h\z\u1前言 1

1.1谷子的起源 1

1.2谷子的产业发展前景 1

1.3氮素与氮高效机制 1

2材料和方法 2

2.1培养基配方 2

2.2抗生素 2

2.3农杆菌介导的谷子愈伤转化 3

2.4K15NO3标记法测定氮素吸收效率 4

2.5亚细胞定位 4

2.5.1定位表达载体构建 4

2.5.2表达载体质粒大量提取 5

2.5.3原生质体提取及转化溶液配方 5

2.5.4原生质体提取及转化 5

2.6烟草瞬时表达 7

2.6.1试剂与溶液配方 7

2.6.2注射烟草 8

3结果与分析 8

3.1SiNPF