华北农学报

作者：宋文腾, 马自飞, 史美华, 白菁华, 路文静, 肖凯

单位：1. 河北农业大学 生命科学学院, 河北 保定 071001;；2. 河北农业大学 农学院, 河北 保定 071001

关键词：小麦,<i>TaMAPKK3</i>基因,低磷胁迫,磷吸收,根系建成,

基金：国家自然科学基金项目（31671686）；国家重点研发计划粮丰专项（2017YF0300902）；河北省应用基础研究计划项目（17962901D）

为揭示小麦促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）级联途径组分基因介导植物抵御低磷逆境的功能，以TaMAPKK3为对象，利用生物信息学技术分析其分子特征；通过设置低磷处理，检测小麦中TaMAPKK3基因的表达模式；将供试基因融合至双元表达载体pCAMBIA3301启动子下游，利用农杆菌介导法遗传转化烟草，通过qRT-PCR筛选出超表达TaMAPKK3基因的烟草植株；以转基因烟草为试验材料，通过测定低磷条件下植株的生长状态、光合参数以及含磷量等，鉴定TaMAPKK3介导植株抵御低磷逆境的功能。结果表明，TaMAPKK3编码阅读框1 572 bp，编码523个氨基酸残基，蛋白分子量58.508 ku，等电点为5.72。编码蛋白含有典型MAPKKs家族蛋白结构域，在其C端含有核转移因子结构域（NTF2），归属于MAPKKs家族中的B亚组；系统进化分析显示，TaMAPKK3与乌拉尔图小麦TuMAPKK6具有相似的进化途径；与正常供磷相比，低磷处理下，TaMAPKK3表达量随处理时间的延长呈现上调表达趋势，且在处理27 h转录丰度最高，进行复磷处理后供试基因转录本减少，在复磷处理27 h后转录丰度恢复初始状态；低磷处理下，超表达TaMAPKK3烟草株系较野生型长势增强，植株鲜质量和干物质积累量显著提高，植株根系发育较好，光合功能得到改善，磷素累积量显著增多。综上，TaMAPKK3在转录水平上对低磷逆境产生应答，过表达该基因增强植株抵御低磷胁迫的能力。

来源：2020年第5期

《华北农学报》期刊编辑部

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