本發明涉(she)(she)及(ji)植物(wu)基因工程領域，具體涉(she)(she)及(ji)玉米低鎂條件下(xia)特異性轉運(yun)鎂離子基因ZmMGT10及(ji)其應用。

背景技術：

在擬南芥中(zhong)MGT家族功能差(cha)異顯(xian)著(zhu)，擬南芥中(zhong)MGT1定(ding)位(wei)(wei)于(yu)(yu)質膜(mo)，MGT2定(ding)位(wei)(wei)于(yu)(yu)液泡(pao)膜(mo)，MGT10定(ding)位(wei)(wei)于(yu)(yu)葉綠體，均為高親和性；MGT3定(ding)位(wei)(wei)于(yu)(yu)液泡(pao)膜(mo)，MGT7定(ding)位(wei)(wei)于(yu)(yu)內質網，均為低(di)親和性；而MGT5定(ding)位(wei)(wei)于(yu)(yu)線粒(li)體，為雙親和性，MGT7在根中(zhong)表達，目前還(huan)未(wei)見報道來自玉米的MGT10基因。

技術實現要素：

本發明的目的是提供玉米低鎂條(tiao)件下特異性轉(zhuan)運鎂離(li)子基因ZmMGT10。

本發明的再(zai)一目的是提供玉米低鎂條件下特異性轉運鎂離子(zi)基因ZmMGT10的應用(yong)。

根據本(ben)發明的(de)玉米低鎂條件下特異性轉運鎂離子基因ZmMGT10，其(qi)核苷酸序列(lie)如(ru)SEQ ID NO：1所示。

SEQ ID NO：1

TATGGGGAGGTTATCGGGAAGCGGGTCCAGGAAGCCGCCTCCCTTCCTCTCGCCCTCCTCATCATTCTCCTCCTCGTCGTACTCCAAGCGCTCCCGCACTGTTCGGCGCCTCCCGTCGCTGCCCAGGCCGCCTCTCGCGCCGCCGGCGCCGCACCCCGCTGGGAGGACGAGGAGGAGGAAGGCACCCACCCGGCTGTGGATGAGGATGGATCGGTGGGGCAGGTGCGAGGTGTTCATGACTAACGGGGCCTTCGTCGCGGAACGCTCCGGGGTGCACGCGCGCGACCTGCGCATCGTTGGGCCCCTTCTCTCTCGCTGCCCCGGCATCCTCGCTCGAGAGAAGGCCATGGTAATCAATCTAGAGTTCATAAGAGCTATTGTAACTGCGGACGAAGTCCTGCTGCTGGAACCTCTTGCTCAGGAGGTTATCCCTTTCATCGATAAATTGAGGCGGCATTTTCCATTGAAGAGCCTGGAGGTTGATGTTGGGGCCACACAAGTGGGTAATGTGAATGGCAAGCATGCTAAAACTGGTGCAGAGTGTGAGCTCCCCCTCCCCTTTGAGTTTCAGGTGTTGGAGCTCGCCCTAGAAGCTGTATGCTTGTCATTTCATTCAAGCCTATCTGATCTGAATAGGCACACCATCTTTGTGATGGATGAGTTGACTAAGAATGTGAGCACCAGGAATCTTGAACGTGTTCGAAGTCTGAAAAGAAATCTAACCTCCCTGCTCGCTGGTGTGCAAAAGGTCAGAGATGAAGTAGAGCATCTTTTGGATCATAATGAGAATATGGCACAACTGCACCTATCCAGGAAGCAAATAAAATGTCCGCAGGATGAAATTCTACTGGCTTCTGCTGCTTTAAATAGCAATCTTCCTTCAAAAACAAAGCTGGGTACACCAAATTCTGTTGTTAACCAAGCCATGGGCATTGCTATGACTGCGCCACTGGCCGACAATGTAGGAGACCTAGAGATATTACTTGAATCTTATTTCATGCAGCTGGATGGAATTCGCAACAGAATTATGATGGTCCGAGGATATATTGTTGACACAGAAGACTACATCAACATACAACTTGACAACCAACGCAATGAACTCATTCAGTTCCATCTTGTACTGATCATTGTATCATTTGGCATAGCTATGAACACATTGATAGCTGGAGCGTTTGCCATGAACATGCCTCACAATGGGGAGATGAAGAAGTTTGTAGGCCCGTTTTGGCCATTTGTTGGGGCCACATCATCTTTCTGCTTGTTGGTCAGCGTTGTTTTACTGGGATATGCAAGGGGGAACAGGCTACTTGGCAGTTGA

本發明提供了ZmMGT10在低鎂濃度下介導植物根對Mg²⁺的(de)吸(xi)收來增(zeng)強植物(wu)對低鎂脅(xie)迫的(de)抗性。

根據本發明的具體實施方式，提供了包(bao)含上述玉米低(di)鎂(mei)條件下特異性轉運鎂(mei)離子(zi)基因ZmMGT10的重組(zu)表(biao)達載體。

根據本發明的(de)具體實施方式，提供了(le)包含上述玉米低鎂(mei)(mei)條件下特異性轉(zhuan)運鎂(mei)(mei)離子(zi)基因ZmMGT10的(de)重組細(xi)胞系。

根據本發明的(de)具體實(shi)施方式，提(ti)供了(le)上述玉米低鎂(mei)條件下(xia)特異(yi)性轉運鎂(mei)離子(zi)基因ZmMGT10的(de)應(ying)用，尤其用于(yu)增(zeng)強植物抵抗低鎂(mei)脅迫(po)的(de)應(ying)用。

根據本發明的玉米低(di)(di)鎂(mei)條件下(xia)特(te)異性(xing)轉運(yun)鎂(mei)離子基因ZmMGT10，在低(di)(di)鎂(mei)濃(nong)度下(xia)特(te)異性(xing)表達，而(er)低(di)(di)鎂(mei)影響了植物的正(zheng)常(chang)生長，因此ZmMGT10基因具有增強(qiang)植物抵抗低(di)(di)鎂(mei)脅(xie)迫的能力。

附圖說明

圖1顯示ZmMGT10基因(yin)的表(biao)(biao)達(da)模式，其(qi)中(zhong)，ZmMGT10在(zai)鎂供應(+Mg)和鎂缺乏(-Mg)在(zai)根(gen)莖葉中(zhong)的表(biao)(biao)達(da)模式；B.ZmMGT10表(biao)(biao)達(da)對(dui)外界鎂缺乏的響應。

圖2顯示顯示了ZmMGT10功能互補(bu)MM281細菌突變株的生(sheng)長狀況。

圖3顯示(shi)野(ye)(ye)生(sheng)型(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)和轉(zhuan)基(ji)(ji)因材(cai)(cai)料(liao)(liao)低(di)(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)脅迫表(biao)型(xing)(xing)，其中，A.野(ye)(ye)生(sheng)型(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)和轉(zhuan)基(ji)(ji)因材(cai)(cai)料(liao)(liao)在正(zheng)(zheng)(zheng)常(chang)和低(di)(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)條(tiao)件(jian)下的(de)(de)生(sheng)長表(biao)型(xing)(xing)；B.野(ye)(ye)生(sheng)型(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)和轉(zhuan)基(ji)(ji)因材(cai)(cai)料(liao)(liao)在正(zheng)(zheng)(zheng)常(chang)和低(di)(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)條(tiao)件(jian)下的(de)(de)主根(gen)長度；C.野(ye)(ye)生(sheng)型(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)和轉(zhuan)基(ji)(ji)因材(cai)(cai)料(liao)(liao)在正(zheng)(zheng)(zheng)常(chang)和低(di)(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)條(tiao)件(jian)下的(de)(de)生(sheng)物量；D.野(ye)(ye)生(sheng)型(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)和轉(zhuan)基(ji)(ji)因材(cai)(cai)料(liao)(liao)在正(zheng)(zheng)(zheng)常(chang)和低(di)(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)條(tiao)件(jian)下的(de)(de)葉綠素濃度。

圖4顯示不同外源Mg²⁺處理下野生型材料和轉基因材料在根和梢中的Mg²⁺含量，其中，A.根中Mg²⁺含量B.梢中Mg²⁺含量。

圖5顯示野生型和轉基因植株的Mg²⁺吸收，其中，A.時間依賴的野生型和轉基因植株的Mg²⁺吸收；B.濃度依賴的野生型和轉因植株的Mg²⁺吸收。

具體實施方式

實施例1

1、玉米ZmMGT10基因的的克隆

挑選飽滿的(de)(de)(de)玉米種子消毒并清洗干凈(jing)，然后(hou)發芽并培養幼苗。釆用Invitrogen公(gong)司(si)生(sheng)產的(de)(de)(de)Trizol試劑提取RNA，利用Takara公(gong)司(si)的(de)(de)(de)第一鏈(lian)反(fan)轉(zhuan)錄(lu)(lu)試劑盒(PrimeScriptⅡ1st Strand cDNA Synthesis Kit)進行反(fan)轉(zhuan)錄(lu)(lu)合成第一鏈(lian)cDNA。以合成的(de)(de)(de)第一鏈(lian)cDNA為模板，PCR擴增基因的(de)(de)(de)CDS序列(引(yin)物(wu)序列：forward：5’-ATGGGGAGGTTATCGGGAAG-3’；reverse：5’-TCAACTGCCAAGTAGCCTGTTC-3’)。克(ke)隆目的(de)(de)(de)基因，并測(ce)序驗證。

2、玉米(mi)ZmMGT10基因的表達模式(shi)

圖1顯示了ZmMGT10基因的表達模式，其中，“A”為ZmMGT10在鎂供應即+Mg條件下的表達模式，“B”為鎂缺乏即-Mg調節下在根莖葉中的表達模式。如圖1的A所示，ZmMGT10基因主要在根中表達，在莖和葉中不表達或超低表達，ZmMGT10基因在根中的表達受外界Mg²⁺缺乏強烈誘導。如圖1的B所示Mg²⁺缺乏上調了ZmMGT10基因的表達，且ZmMGT10的表達量在24h達到峰值，表達量幾乎是對照0h的6倍，隨后ZmMGT10的表達量開始減少。此外，當Mg²⁺缺乏處理24h小時的植株重新恢復Mg²⁺供應24h后，ZmMGT10在根中的表達量幾乎恢復到了對照0h時的水平。圖1所示結果表明，ZmMGT10是一個根特異性表達基因，且其表達響應了早期外界Mg²⁺缺乏。

3、ZmMGT10具有鎂離子轉運能力(li)

為了確定ZmMGT10蛋白是否具有Mg²⁺轉運能力，構建了原核表達載體pTrc99A::ZmMGT10，并將其與pTrc99A空載體、pTrc99A::AtMGT1重組質粒載體分別轉入鼠傷寒沙門氏菌MM281突變菌株中在含不同濃度Mg²⁺的1×N-minimal固體培養基上進行功能互補分析，其中CorA、MgtA/MgtB、MgtE基因失活，不能在低于10mM Mg²⁺條件下生長。圖2顯示了ZmMGT10功能互補MM281細菌突變株的生長狀況。如圖2中的A所示，作為陰性對照的MM281和轉pTrc99A空載體的MM281菌株在低于10mM Mg²⁺的培養基上不能生長，而轉pTrc99A::AtMGT1作為陽性對照的MM281菌株在Mg²⁺濃度低至0.1mM培養基上的生長情況與其他高濃度Mg²⁺條件下的生長情況無明顯差異；轉pTrc99A::ZmMGT10菌株能在低于0.1mM Mg²⁺條件下恢復MM281菌株的生長缺陷，但其恢復能力明顯要弱于AtMGT1。為進一步驗證平板實驗結果，監測了MM281、轉pTrc99A空載體、pTrc99A::ZmMGT10和pTrc99A::AtMGT1的MM281在含不同濃度Mg²⁺的(de)(de)1×N-minimal液體培(pei)養基(ji)中的(de)(de)生長情(qing)況(kuang)。結果(guo)如圖2中的(de)(de)B所(suo)示，不同菌(jun)株在液體培(pei)養基(ji)中的(de)(de)生長情(qing)況(kuang)與平(ping)板培(pei)養結果(guo)一(yi)致。這(zhe)些(xie)結果(guo)表(biao)明，ZmMGT10是(shi)一(yi)個鎂(mei)離(li)子(zi)轉運蛋白，具有轉運鎂(mei)離(li)子(zi)的(de)(de)能力(li)。

4、過表達ZmMGT10增強(qiang)了轉基因擬南芥對鎂缺乏的容忍

篩選到轉35S:ZmMGT10基因的擬南芥陽性后，對野生型和T1代轉基因擬南芥進行了低鎂條件下的表型觀察實驗。圖3顯示了野生型材料和轉基因材料低鎂脅迫表型。將在MS培養基和含50mg/L卡那霉素MS培養基上生長兩周的野生型和轉基因擬南芥幼苗轉移到全營養液，培養3天，其中，全營養液含2mM MgSO₄.7H₂O，隨后兩種材料各分為兩組，分別在含2mM MgSO₄.7H₂O(+Mg)和含0.01mM MgSO₄.7H₂O(-Mg)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)營養(yang)液(ye)中(zhong)培養(yang)3周后觀察表(biao)型(xing)(xing)(xing)。結果(guo)如圖(tu)3中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)A所示，在(zai)(zai)正常培養(yang)條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)野(ye)(ye)(ye)(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)型(xing)(xing)(xing)擬南芥(jie)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)和轉(zhuan)(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)擬南芥(jie)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)間沒有明(ming)(ming)(ming)顯(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)型(xing)(xing)(xing)差(cha)異(yi)，而(er)(er)在(zai)(zai)低(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)，野(ye)(ye)(ye)(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)型(xing)(xing)(xing)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)(chang)略(lve)弱于(yu)轉(zhuan)(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)，且野(ye)(ye)(ye)(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)型(xing)(xing)(xing)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)出現了心葉(xie)(xie)(xie)變黃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)典型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)素(su)缺乏(fa)癥狀。此(ci)外(wai)，在(zai)(zai)正常生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)(chang)條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)野(ye)(ye)(ye)(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)型(xing)(xing)(xing)和轉(zhuan)(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)大小略(lve)大于(yu)低(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小，且葉(xie)(xie)(xie)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏色也略(lve)綠(lv)于(yu)低(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)葉(xie)(xie)(xie)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏色。對兩種(zhong)(zhong)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)根(gen)長(chang)(chang)(chang)(chang)度(du)(du)進一(yi)步測量，結果(guo)如圖(tu)3中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)B所示，在(zai)(zai)低(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)(chang)條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)，野(ye)(ye)(ye)(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)型(xing)(xing)(xing)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)根(gen)長(chang)(chang)(chang)(chang)明(ming)(ming)(ming)顯(xian)(xian)短于(yu)轉(zhuan)(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)根(gen)長(chang)(chang)(chang)(chang)；而(er)(er)在(zai)(zai)正常生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)(chang)條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)，野(ye)(ye)(ye)(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)型(xing)(xing)(xing)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)根(gen)長(chang)(chang)(chang)(chang)和轉(zhuan)(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)根(gen)長(chang)(chang)(chang)(chang)無(wu)明(ming)(ming)(ming)顯(xian)(xian)差(cha)異(yi)。此(ci)外(wai)，在(zai)(zai)正常生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)(chang)條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩種(zhong)(zhong)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)根(gen)長(chang)(chang)(chang)(chang)均明(ming)(ming)(ming)顯(xian)(xian)長(chang)(chang)(chang)(chang)于(yu)低(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)(chang)條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)兩種(zhong)(zhong)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)根(gen)長(chang)(chang)(chang)(chang)。生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)量分析(xi)顯(xian)(xian)示，在(zai)(zai)低(di)(di)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)(chang)(chang)條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)，野(ye)(ye)(ye)(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)型(xing)(xing)(xing)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)株(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鮮(xian)重(zhong)明(ming)(ming)(ming)顯(xian)(xian)低(di)(di)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)植(zhi)(zhi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5、過表達ZmMGT10增加轉基因擬南芥(jie)低(di)鎂(mei)條件下鎂(mei)離子積累(lei)

為了進一步探索在低鎂條件下ZmMGT10轉基因擬南芥植株具有更強的生長能力是否與它具有更高的Mg²⁺含量有關，檢測了正常生長條件和低鎂生長條件下兩種材料全株、地上部分、根的Mg含量。將在MS培養基和含50mg/L卡那霉素MS培養基上生長兩周的野生型和轉基因擬南芥幼苗轉移到全營養液培養3天，全營養液含2mM MgSO₄.7H₂O，隨后兩種材料各分為兩組，分別在含2mM MgSO₄.7H₂O(+Mg)和含0.01mM MgSO₄.7H₂O(-Mg)的營養液中培養3周后收獲根和梢用于Mg²⁺含量檢測。圖4顯示不同外源Mg²⁺處理下野生型材料和轉基因材料在根和梢中的Mg²⁺含量。如圖4所示，在2mM Mg²⁺生長條件下，野生型和轉基因植株的根和梢中的Mg²⁺含量無明顯差異。然而，當在0.01mM生長條件下，所有植株在根和梢中的Mg²⁺含量均明顯低于正常生長條件下根和梢中的Mg²⁺含量，但轉基因植株根和梢中的Mg²⁺含量均明顯高于野生型植株。這些結果表明，在低鎂生長條件下，ZmMGT10轉基因擬南芥植株具有更強的生長能力與它比野生型植株積累更多的Mg²⁺有關，ZmMGT10介導了低鎂條件下根對外界Mg²⁺的吸收。

6、過表(biao)達(da)ZmMGT10增加轉基(ji)因(yin)擬南(nan)芥低鎂(mei)(mei)下根對鎂(mei)(mei)離(li)子的吸收

由于植物中的Mg²⁺主要是通過鎂離子轉運蛋白從外界吸收后轉運進植物體內的，而鎂含量測定結果表明，在低鎂生長條件下轉基因材料鎂含量明顯高于野生型材料，說明ZmMGT10在低鎂條件下介導了根對外界Mg²⁺的吸收，轉基因植株比野生型植株有更強的Mg²⁺吸收能力。測試野生型植株和轉基因株系，用于Mg²⁺攝取分析。對于時間依賴的Mg²⁺攝取分析，經Mg²⁺饑餓處理的野生型和轉基因植株在包含0.01mM和2mM MgSO₄.7H₂O營養液中培養10、30、60、120、180、240min，收獲根用于Mg²⁺含量測定。對于濃度依賴的Mg²⁺攝取分析，經Mg²⁺饑餓處理的野生型和轉基因植株在包含0、0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、3mM MgSO₄.7H₂O營養液中培養2h，收獲根用于Mg²⁺含量測定。圖5顯示了野生型和轉基因植株的Mg²⁺吸收。時間依賴的Mg²⁺攝取分析結果如圖5所示，在2mM Mg²⁺生長條件下，野生型植株和轉基因植株具有相似的Mg²⁺積累模式，而在0.01mM Mg²⁺條件下，野生型和轉基因植株Mg²⁺積累量均明顯低于2mM條件下植株的Mg²⁺積累量，但轉基因植株的Mg²⁺積累量明顯高于野生型植株，表明過表達ZmMGT10增強了低鎂條件下擬南芥根對Mg²⁺的吸收。濃度依賴的Mg²⁺攝取分析結果如圖5所示，在低鎂濃度條件下，轉基因植株的Mg²⁺攝取率明顯高于野生型植株，但在高鎂濃度條件下，兩種材料的Mg²⁺攝取率無明顯差異，表明ZmMGT10是在低鎂濃度下介導植物根對Mg²⁺的吸收。所有這些結果表明，ZmMGT10通過在低鎂濃度下介導植物根對Mg²⁺的(de)(de)吸收來增強植物對(dui)低鎂脅迫(po)的(de)(de)抗性。

<110> 四川農業(ye)大學

<120> 玉米低鎂條件下特異性轉運(yun)鎂離子基因ZmMGT10及其應用

<160> 1

<210> 1

<211> 1318

<212> DNA

<213> 鏈霉菌

<400> 1

tatggggagg ttatcgggaa gcgggtccag gaagccgcct cccttcctct cgccctcctc 60

atcattctcc tcctcgtcgt actccaagcg ctcccgcact gttcggcgcc tcccgtcgct 120

gcccaggccg cctctcgcgc cgccggcgcc gcaccccgct gggaggacga ggaggaggaa 180

ggcacccacc cggctgtgga tgaggatgga tcggtggggc aggtgcgagg tgttcatgac 240

taacggggcc ttcgtcgcgg aacgctccgg ggtgcacgcg cgcgacctgc gcatcgttgg 300

gccccttctc tctcgctgcc ccggcatcct cgctcgagag aaggccatgg taatcaatct 360

agagttcata agagctattg taactgcgga cgaagtcctg ctgctggaac ctcttgctca 420

ggaggttatc cctttcatcg ataaattgag gcggcatttt ccattgaaga gcctggaggt 480

tgatgttggg gccacacaag tgggtaatgt gaatggcaag catgctaaaa ctggtgcaga 540

gtgtgagctc cccctcccct ttgagtttca ggtgttggag ctcgccctag aagctgtatg 600

cttgtcattt cattcaagcc tatctgatct gaataggcac accatctttg tgatggatga 660

gttgactaag aatgtgagca ccaggaatct tgaacgtgtt cgaagtctga aaagaaatct 720

aacctccctg ctcgctggtg tgcaaaaggt cagagatgaa gtagagcatc ttttggatca 780

taatgagaat atggcacaac tgcacctatc caggaagcaa ataaaatgtc cgcaggatga 840

aattctactg gcttctgctg ctttaaatag caatcttcct tcaaaaacaa agctgggtac 900

accaaattct gttgttaacc aagccatggg cattgctatg actgcgccac tggccgacaa 960

tgtaggagac ctagagatat tacttgaatc ttatttcatg cagctggatg gaattcgcaa 1020

cagaattatg atggtccgag gatatattgt tgacacagaa gactacatca acatacaact 1080

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catagctatg aacacattga tagctggagc gtttgccatg aacatgcctc acaatgggga 1200

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