Aux/IAA家族基因GhAux1沉默促进棉花幼苗的生长

摘要/Abstract

摘要： 为明确Aux/IAA家族基因GhAux1在棉花幼苗生长发育中的功能，利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术构建了重组表达载体pTRV-GhAux1，转化农杆菌并注射到棉花幼苗子叶，采用qRT-PCR检测GhAux1沉默效率，并对GhAux1沉默植株的表型、内源生长素（IAA）含量和赤霉素(GA₄)含量以及GA合成关键酶基因的表达进行了分析。结果表明，成功建立了VIGS体系，注射含pTRV-GhAux1的菌液后15 d，GhAux1在沉默植株中的表达量仅为空载体对照的26%；注射含pTRV-GhAux1的菌液后24、27、30 d，GhAux1沉默植株的株高较空载体对照分别显著增加了18%、27%、20%，其中注射后27 d达到极显著水平；注射含pTRV-GhAux1的菌液后21、24、27 d，GhAux1沉默植株的节间内源GA₄含量比空载体对照分别增加了33%、20%、33%，且GA合成关键酶基因GhGA20ox1、GhGA20ox2和GhGA3ox1的表达量均显著或极显著增加，而IAA含量仅在注射后27 d显著增加。表明GhAux1参与IAA与GA的互作，可调控GA合成途径下游基因的表达，抑制棉花幼苗的生长。

关键词: 棉花, 病毒诱导的基因沉默, Aux/IAA, GhAux1, 赤霉素

王丽，王俐锋，赵盼盼，李用芳，王太霞，李景原. Aux/IAA家族基因GhAux1沉默促进棉花幼苗的生长[J]. 河南农业科学, 2019, 48(6): 46-51,80.

参考文献

参考文献:

［1］BALZAN S,JOHAL G S,CARRARO N.The role of auxin transporters in monocots development［J］.Frontiers in Plant Science,2014,5:393.

［2］GALLAVOTTI A.The role of auxin in shaping shoot architecture［J］.Journal of Experimental Botany,2013,64(9):25932608.

［3］FENDRYCH M,LEUNG J,FRIML J.TIR1/AFBAux/IAA auxin perception mediates rapid cell wall acidification and growth of Arabidopsis hypocotyls［J］.Elife,2016,5:e19048.

［4］刘晓柱,李银凤,赵燕,等.生长素对荠菜心皮发育的影响［J］.河南农业科学,2018,47(8):88-94.

［5］LEYSER O.Auxin signaling［J］.Plant Physiology,2018,176(1):465-479.

［6］LUO J,ZHOU J J,ZHANG J Z.Aux/IAA gene family in plants:Molecular structure,regulation,and function［J］.International Journal of Molecular Sciences,2018,19(1):E259.

［7］YANG X,LEE S,SO J H,et al.IAA1 protein is encoded by AXR5and is a substrate of SCF^TIR1［J］.Plant Journal,2004,40(5):772-782.

［8］KIM B C,SOH M C,KANG B J,et al.Two dominant photomorphogenic mutations of Arabidopsis thaliana identified as suppressor mutations of 〖STBX〗hy2〖STBZ〗［J］.Plant Journal,1996,9(4):441-456.

［9］ROGG L E,LASSWELL J,BARTEL B.A gainoffunction mutation in IAA28 suppresses lateral root development［J］.The Plant Cell,2001,13(3):465-480.

［10］DENG W,YAN F,LIU M,et al.Downregulation of SlIAA15 in tomato altered stem xylem development and production of volatile compounds in leaf exudates［J］.Plant Signaling & Behavior,2012,7(8):911-913.

［11］KLOOSTERMAN B,VISSER R,BACHEM C.Isolation and characterization of a novel potato Auxin/Indole-3-Acetic Acid family member (StIAA2) that is involved in petiole hyponasty and shoot morphogenesis［J］.Plant Physiology & Biochemistry,2006,44(11/12):766775.

［12］HAN X,XU X,FANG D D,et al.Cloning and expression analysis of novel Aux/IAA family genes in Gossypium hirsutum［J］.Gene,2012,503(1):83-91.

［13］何钟佩.农作物化学控制实验指导［M］.北京:北京农业大学出版社,1993.

［14］曲玲,李彦龙,安巍,等.病毒诱导的基因沉默在茄科植物基因功能研究中的应用进展［J］.河南农业科学,2018,47(7):8-19.

［15］王新博,任永哲,岳慧芳,等.基于VIGS技术的小麦干旱响应基因TaEF-1α的功能研究［J］.华北农学报,2018,33(2):72-78.

［16］李瑞雪,王钰婷,胡飞,等.桑树PDS基因VIGS转化体系的构建与鉴定［J］.南方农业学报,2018,49(7):1432-1438.

［17］王丽,穆春,张明才,等.GhCPS基因沉默对棉花幼苗生长和内源激素含量的影响［J］.棉花学报,2014,26(3):189-196.

［18］ULLAH A,SUN H,HAKIM,et al.A novel cotton WRKYgene,GhWRKY6like,improves salt tolerance by activating the ABA signaling pathway and scavenging of reactive oxygen species［J］.Physiologia Plantarum,2018,162(4):439-454.

［19］SHABAN M,AHMED M M,SUN H,et al.Genomewide identification of lipoxygenase gene family in cotton and functional characterization in response to abiotic stresses［J］.BMC Genomics,2018,19(1):599.

［20］LIU S D,HU Q N,LUO S,et al.Expression of wildtype PtrIAA14.1,a poplar Aux/IAA gene causes morphological changes in Arabidopsis［J］.Frontiers in Plant Science,2015,6:388.

［21］WANG H,JONES B,LI Z G,et al.The tomato Aux/IAA transcription factor IAA9 is involved in fruit development and leaf morphogenesis［J］.Plant Cell,2005,17(10):2676-2692.

［22］SU L Y,BASSA C,AUDRAN C,et al.The auxin SlIAA17 transcriptional repressor controls fruit size via the regulation of endoreduplicationrelated cell expansion［J］.Plant and Cell Physiology,2014,55(11):1969-1976.

［23］NIGAM D,SAWANT S V.Identification and analyses of AUXIAA target genes controlling multiple pathways in developing fiber cells of Gossypium hirsutum L［J］.Bioinformation,2013,9(20):996-1002.

［24］LIU M,CHEN Y,CHEN Y,et al.The tomato ethylene response factor SlERF.B3 integrates ethylene and auxin signaling via direct regulation of SlAux/IAA27［J］.New Phytologist,2018,219(2):631-640.

［25］SONGY,YOU J,XIONG L.Characterization of OsIAA1gene,a member of rice Aux/IAA family involved in auxin and brassinosteroid hormone responses and plant morphogenesis［J］.Plant Molecular Biology,2009,70(3):297-309.

［26］REED J W,WU M F,REEVES P H,et al.Three auxin response factors promote hypocotyl elongation［J］.Plant Physiology,2018,178(2):864-875.

［27］WOLBANG C M,CHANDLER P M,SMITH J J,et al.Auxin from the developing inflorescence is required for the biosynthesis of active gibberellins in barley stems［J］.Plant Physiology,2004,134(2):769-776.

［28］FRIGERIO M,ALABAD D,PREZGMEZ J,et al.Transcriptional regulation of gibberellin metabolism genes by auxin signaling in Arabidopsis［J］.Plant Physiology,2006,142(2):553-563.

［29］OZGA J A,YU J,REINECKE D M.Pollination,development,and auxinspecific regulation of gibberellin 3betahydroxylase gene expression in pea fruit and seeds［J］.Plant Physiology,2003,131(3):1137-1146.

［30］石建斌,王宁,周红,等.陆地棉中赤霉素合成途径关键酶基因的时空表达变化［J］.华北农学报,2018,33(4):9-16.

[1]	唐中杰, 谢德意, 于跃波, 房卫平, 路风银. 内地棉区优势棉花资源评价及其在新疆棉花育种中的应用[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 37-45.
[2]	李东亚, 白涛, 香慧敏, 戴硕, 王震鲁, 陈珍. 基于RoBERTa 多特征融合的棉花病虫害命名实体识别[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 152-161.
[3]	许豆豆, 贺云新, 李飞, 刘爱玉, 周仲华. 间套作模式在棉田上的研究进展[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 1-11.
[4]	韩文龙, 郑聪, 曹可心, 张路阳, 徐晓雯, 谢可, 祖琼瑶, 徐世晓. NtCPS2基因对烟草腺毛发育及其分泌物合成的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 48-55.
[5]	李侃, 谢章书, 杨丹, 张宁, 许豆豆, 周仲华, 刘爱玉, 屠小菊. 不同拌种剂处理对未脱绒棉籽萌发及幼苗生长发育的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(10): 40-51.
[6]	李文姗, 张俊尧, 王家勇, 李亚兵, 徐文修, 徐清华, 娄善伟, 唐江华. 不同滴施量艾氟迪对棉花光合特性及成铃规律的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(1): 53-60.
[7]	田阳青, 马春梅, 赵强, 吴雪琴, 李江余. 苯肽胺酸对棉花干物质积累、养分吸收和产量的影响[J]. 河南农业科学, 2022, 51(6): 67-75.
[8]	占东霞, 阿力木江·克来木, 赵强, 依尔登毕力克. 揭膜时间对北疆棉花生长发育和产量形成的影响[J]. 河南农业科学, 2021, 50(8): 36-43.
[9]	李杰, 罗江宏, 万子龙, 杨萍. VIGS技术在辣椒基因功能研究中的应用进展[J]. 河南农业科学, 2021, 50(6): 9-15.
[10]	刘璐, 万伟杰, 郑通文, 龙欣钰, 孙正祥, 周燚. 根际细菌吡咯伯克霍尔德氏菌YZU-S377对棉花黄萎病的防效及其促生作用研究[J]. 河南农业科学, 2021, 50(3): 91-96.
[11]	唐中杰, 王来刚, 郭燕, 张彦, 张红利, 杨秀忠, 贺佳. 基于无人机多光谱的棉花育种材料FPAR 估测[J]. 河南农业科学, 2021, 50(11): 162-171.
[12]	贺凌霄, 薛刚, 孙聚涛, 张智强, 丁永乐, 杨铁钊, 徐世晓, 程昌合. 外源赤霉素对烤烟叶面腺毛和香气物质的影响[J]. 河南农业科学, 2021, 50(1): 52-59.
[13]	李文鹏, 陶冶, 赵素雅, 牛秋红. 芽孢杆菌HT-7对棉花黄萎病菌的拮抗作用及拮抗因子初探[J]. 河南农业科学, 2020, 49(8): 84-93.
[14]	汪佳维, 王华磊, 赵致, 刘红昌, 罗春丽, 陈松树. 不同试剂及温度对解除滇重楼种子休眠的影响[J]. 河南农业科学, 2020, 49(3): 47-53.
[15]	张琴琴, 纪兆林, 朱峰. 病毒诱导的基因沉默技术在双子叶植物中的应用研究进展[J]. 河南农业科学, 2020, 49(2): 1-8.