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大豆作为一种含有多种优质氨基酸蛋白、不饱和的脂肪酸、钙元素和微量元素的粮食作物被广泛种植于世界各地,具有极高的营养价值和广阔的市场前景。大豆根系发育的快慢直接影响地上部的生长发育,对大豆本身的产量也具有很大程度的影响。因此,如何利用分子生物学技术对大豆苗期根部生长发育相关的基因功能的验证和利用将会逐渐吸引人们的关注。大豆的根系的生长发育的速率直接影响到大豆根部对水分以及矿质营养的吸收,进而影响地上部的光合作用的效率,对有机营养物质的积累起到十分重要的作用。强健的根系可以提高大豆的丰产性,提高大豆的品质,增强大豆对逆境的抗性能力。本实验从分子水平研究大豆根部生长发育相关基因Gmr937,并验证其功能。本研究对Gmr937基因作用进行初步的分析与验证,为发掘大豆幼苗促发育的基因资源和该基因的利用提供依据。本实验利用RT-PCR技术从大豆突变体M18中得到Gmr937基因片段,采用EastepTM试剂盒提取M18幼苗根系总RNA,反转录cDNA,克隆大豆苗期促根系发育相关基因Gmr937。以pCAMBIA3301作为基础载体,以基础载体自带启动子35s为启动原件分别构建植物超表达载体和植物的干扰表达载体。分别采用农杆菌介导法对大豆JN18的子叶节进行侵染转化和利用花粉管通道法将重组质粒转入到受体大豆JN18子房中。通过对T1代转化苗进行PCR检测验证,对检测结果呈阳性转化苗进行荧光定量PCR检测,检测Gmr937基因在转化植株苗期不同部位的表达量情况。以35s启动子作为探针通过Southern杂交进行检测,检验目的基因在受体植物材料JN18基因组中的整合情况。在形态学上通过直接测量的方法分别测量适宜条件下和干旱条件下转化株和对照植株的侧根总长度,分析目的基因对大豆侧根发育的作用。分别测量适宜条件和干旱处理七天后,转目的基因及JN18CK植株的电导率、丙二醛含量和过氧化物酶活性等生理生化指标。处理和分析Gmr937基因转入大豆JN18中后对大豆抗旱生理指标的作用和影响。本研究得出如下结果:1.从大豆M18突变体苗期根部扩增得到Gmr937基因片段,并构建克隆载体PMD-18T-Gmr937。2.通过同源重组方法成功构建以pCambia3301为基础载体,以35s为启动子,Bar基因为筛选标记的植物超表达载体pCambia3301-Gmr937和植物干扰表达载体pCambia3301-RNAi-Gmr937。3.利用农杆菌介导法进行大豆子叶节的遗传转化将植物过表达载体pCambia3301-Gmr937和植物干扰表达载体pCambia3301-RNAi-Gmr937转入到大豆JN18中。经过组织培养,得到再生植株,通过除草剂筛选和PCR检测,分别得到4株T0代超表达转化株和3株T0代干扰表达转化株。4.利用花粉管通道法的遗传转化方法将植物过表达载体和干扰表达载体转入到JN18受体材料中。获得超表达籽粒267颗,干扰表达籽粒239颗。各选取100颗籽粒进行人工气候室内加代,经PCR检测得到T1代过表达载体阳性植株21株,RNAi表达阳性植株13株。5.随机各选取3株阳性植株进行荧光定量PCR测定,测定结果显示出Gmr937基因在大豆幼苗叶片中的表达量最高,是JN18未转化植株的12倍,在茎中表达量最低,是JN18对照的7倍;在转干扰表达载体植株苗期、叶片中的表达量是JN18对照的0.7倍,在茎部组织中的表达量是JN18对照的0.85倍。6.以35s启动子为探针进行Southern杂交检测,转超表达基因阳性苗发现6株出现明显的杂交信号,转干扰载体阳性苗有6株出现杂交信号,结果表明转化的目标基因以单拷贝整合到受体大豆JN18基因组中。7.测量适宜条件下培育的转基因植株侧根总长度,结果表明超表达转基因植株的侧根总长度为90cm,比JN18未转化植株增加10cm;RNAi干扰转基因植株侧根总长度为70cm,比对照组减少8cm,说明Gmr937基因对大豆侧根的发育有促进作用。8.对干旱处理7d后的转基因大豆的抗旱生理生化指标进行测定,结果表明Gmr937基因在大豆中超表达提高了大豆耐旱性的生理指标。