乙烯響應轉錄因子（AP2/ERF）家族在植物逆境脅迫與物質合成中有重要功能,其成員TaERFL1a參與了小麥響應非生物脅迫過程,然而其在淀粉合成中的功能尚不清楚。本研究利用大麥條紋花葉病介導的基因沉默技術（barley stripe mosaic virus-virus induced gene-silencing,BSMV-VIGS）,在田間條件下抑制 TaERFL1a基因在小麥籽粒中的表達,通過測定灌漿期間籽粒內該基因的表達量、成熟籽粒產量性狀和淀粉性狀,探究TaERFL1a在小麥籽粒淀粉合成中的功能。結果發(fā)現(xiàn),在接種后23 d,接種BSMV-VIGS- TaERFL1a植株籽粒內 TaERFL1a基因表達水平降低了86.5%; TaERFL1a基因沉默植株成熟籽粒的粒長、粒寬、千粒重和淀粉含量分別降低了5.22%、12.70%、9.53%和5.43%; TaERFL1a基因沉默植株的籽粒淀粉粒排列疏松且數(shù)量減少。這些結果表明TaERFL1a轉錄因子在小麥灌漿期間的籽粒淀粉合成中發(fā)揮了重要作用。 

【文章來源】：麥類作物學報. 2020,40(05)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

IWGSC數(shù)據(jù)庫中 TaERFL1a基因序列3個拷貝的序列比較

將BSMV-VIGS-TaERFL1a和BSMV-VIGS-GFP病毒分別接種在即將開花的小麥穗部。接種23 d后,穗部和穗下節(jié)均出現(xiàn)大麥條紋花葉病病毒表型(圖2A),表明病毒已成功感染麥穗。用qPCR檢測了接種后23 d穗部有病毒表型的籽粒中 TaERFL1a基因的表達量,結果顯示,接種BSMV-VIGS- TaERFL1a植株的籽粒, TaERFL1a的表達量顯著低于對照植株,降幅為 67.3%～ 93.4%(圖2B和C),表明接種BSMV-VIGS- TaERFL1a病毒的籽粒內 TaERFL1a基因的表達被顯著抑制,獲得 TaERFL1a基因沉默的小麥植株。2.2 TaERFL1a在小麥籽粒淀粉合成中的功能

電鏡掃描結果顯示, TaERFL1a基因沉默植株籽粒和對照小麥籽粒胚乳中淀粉粒存在較大差異。 TaERFL1a基因沉默植株籽粒中胚乳大顆粒的A型淀粉數(shù)目與對照無明顯差異,淀粉粒排列松散,但小顆粒的B型淀粉數(shù)目顯著減少(圖4),表明 TaERFL1a可能通過影響B(tài)型淀粉粒的形成而影響淀粉的合成。表1 接種BSMV-VIGS-GFP和BSMV-VIGS- TaERFL1a小麥植株的成熟籽粒和淀粉性狀Table 1 Grain yield components and starch characteristics of wheat plants inoculated by BSMV-VIGS- TaERFL1a and BSMV-VIGS-GFP 接種病毒類型The type of BSMV inoculated 粒長Grain length/mm 粒寬 Grain width/mm 千粒重 1 000-kernel weight/g 淀粉含量Starch content/(mg·grain-1) BSMV-VIGS-GFP 6.51±0.15a 3.07±0.12a 33.16±0.65a 22.48±0.54a BSMV-VIGS- TaERFL1a 6.17±0.08b 2.68±0.11b 30.00±0.73b 21.26±0.24b 每個數(shù)據(jù)用3個生物學重復的平均值±標準差表示;同列數(shù)據(jù)后不同字母代表在P<0.05水平上有顯著差異。Each value is expressed by mean±standard deviation of three independent biological replicates;Different letters following data in same column represent significant difference at 0.05 level.


本文編號：3562771