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铁是维持生命活动的重要营养元素,但过量时具有毒性,维持铁在生物体内的稳态至关重要。大豆是对铁较为敏感的重要经济作物。液泡铁转运蛋白(Vacuolar iron transporter,VIT)参与铁、锰等离子在液泡和胞质之间的转运,调节金属稳态,其主要功能是对铁的转运。在本研究中从大豆黑农51中克隆到了GmVIT1基因,构建pBI121-GmVIT1植物表达载体,将GmVIT1基因转入模式植物烟草和拟南芥中,利用生物信息学、铁胁迫下的表型观察分析及相关生理指标的检测等手段,对GmVIT1的功能进行了初步探索,研究表明GmVIT1在高铁胁迫耐受中发挥着重要的作用,具体研究结果如下:1.克隆得到GmVIT1基因及生物信息学分析GmVIT1基因CDS全长660 bp,编码219个氨基酸。理化性质的预测显示GmVIT1蛋白为酸性疏水蛋白质。GmVIT1蛋白的二级结构中,α-螺旋(Hh)占53.88%,无规卷曲(Cc)占30.14%,延伸链(Ee)占10.50%,β转角(Tt)占5.48%。预测出了GmVIT1蛋白的三级结构。系统进化分析发现,Gm VIT1与ApVIT1蛋白的亲缘关系最近,其次与CcVIT1较近。2.铁胁迫下GmVIT1基因的组织表达模式GmVIT1基因在大豆根茎叶中的表达量高低顺序为叶>茎>根。与正常条件相比,缺铁和高铁胁迫下,GmVIT1在大豆根、茎、叶中的表达量上调。在缺铁和高铁胁迫的大豆叶中以及高铁胁迫的大豆茎中,GmVIT1表达量显著增加。3.pBI121-GmVIT1表达载体的构建及遗传转化将克隆得到的GmVIT1连接到具有Km抗性的pBI121-GmVIT1表达载体上,并转化农杆菌。pBI121-GmVIT1侵染烟草和拟南芥,Km筛选得到34株烟草抗性苗,40株拟南芥抗性苗。PCR鉴定出17株转基因阳性烟草苗,qRT-PCR检测发现,在T11、T33和T34株系中GmVIT1基因的表达水平较高。4.转GmVIT1基因烟草在铁胁迫下的生理指标检测将转GmVIT1基因烟草(T11、T33、T34)和野生型烟草(WT)的叶片打孔后进行缺铁、正常、高铁胁迫处理。缺铁和高铁胁迫下,WT叶片出现的黄化现象比三个转基因株系明显,正常条件下二者表型无差异,T11、T33、T34的叶绿素含量显著高于WT。高铁胁迫下T11、T33、T34的MDA含量显著低于WT;SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白的含量显著高于WT。以上研究表明,过表达GmVIT1基因提高了烟草的高铁耐受性。