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凌颖,张婷婷,端木德强,张忠明,曹扬荣.百脉根Rboh基因家族在共生固氮中的功能研究[J].华中农业大学学报,2019,38(1):1-9
百脉根Rboh基因家族在共生固氮中的功能研究
Function of Rboh gene family in Lotus japonicas during symbiotic nitrogen fixation
投稿时间:2018-05-08  
DOI:
中文关键词:  百脉根  共生固氮  植物呼吸爆发氧化酶  活性氧  根瘤
英文关键词:Lotus japonicus  symbiotic nitrogen fixation  respiratory burst oxidase homologue(Rboh)  reactive oxygen species(ROS)  nodule
基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFD0100700);国家自然科学基金项目(31370278)
作者单位E-mail
凌颖 华中农业大学生命科学技术学院/农业微生物学国家重点实验室武汉430070 1552704051@qq.com 
张婷婷 华中农业大学生命科学技术学院/农业微生物学国家重点实验室武汉430070  
端木德强 华中农业大学生命科学技术学院/农业微生物学国家重点实验室武汉430070  
张忠明 华中农业大学生命科学技术学院/农业微生物学国家重点实验室武汉430070  
曹扬荣 华中农业大学生命科学技术学院/农业微生物学国家重点实验室武汉430070 yrcao@mail.hzau.edu.cn 
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中文摘要:
      为探索植物呼吸爆发氧化酶(respiratory burst oxidase homologue,Rboh)基因家族在共生固氮中的功能和作用机制,利用分子生物学、细胞生物学和遗传学等方法,围绕百脉根Rboh基因家族中在根瘤中特异性表达的基因LjRbohA(Lj5g3v1497840)以及在根瘤中高表达的基因LjRbohB(Lj6g3v1549190)和LjRbohC(Lj5g3v1497820),分别对其蛋白的亚细胞定位、基因的表达模式、基因的启动子活性及蛋白的功能进行了研究。结果显示:LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC蛋白都定位在植物的细胞膜上;LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC基因在接种根瘤菌后表达上调;LjRobhA和LjRobhB基因在根瘤、维管束和侧根原基表达;利用CRISPR Cas9技术对LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC 3个基因分别进行敲除导致结瘤数目减少。这些研究结果表明,LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC这 3个基因可能都参与调控百脉根与根瘤菌的共生结瘤过程。
英文摘要:
      genes including RbohA(Lj5g3v1497840),RbohB(Lj6g3v1549190) and RbohC (Lj5g3v1497820) were found to be primarily expressed in nodules based on the transcriptions of Rboh genes in symbiosis in Lotus japonicus. Their function involved in symbiosis were further studied in Lotus japonicus.The subcellular location of proteins,the expression pattern of Rboh genes,the proteins function and the promoter activity of Rboh genes in Lotus japonicas were studied with methods of molecular biology,cell biology and genetics. The results showed that LjRbohA,LjRbohB and LjRbohC proteins were localized at the plasma membrane.The transcript of LjRbohA,LjRbohB and LjRbohC accumulated abundantly in roots and nodules. The activity of LjRbohA and LjRbohB promoters were detected at vascular tissue,nodule,and the lateral root primordia.The numbers of nodules were reduced in LjRbohB,LjRbohA LjRbohC  and LjRbohA LjRbohB LjRbohC knockout transgenic roots compared with control transgenic roots. It is indicated that these three Rbohs might have an overlapping function in regulating nitrogen fixation symbiosis in L. japonicus.
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