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玉米铁还原酶基因ZmFRO2的功能分析

文献类型： 中文期刊

作者： 乔孟欣 1 ; 李素贞 2 ; 陈景堂 1 ;

作者机构： 1.河北农业大学农学院国家玉米改良中心河北分中心河北省作物种质资源实验室

2.中国农业科学院生物技术研究所

关键词： 铁还原酶基因;ZmFRO2;功能验证;缺铁胁迫

期刊名称： 生物技术通报

ISSN： 1002-5464

年卷期： 2020 年 36 卷 011 期

页码： 9-20

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： Fe是植物生长发育过程中最重要的微量元素之一,植物缺铁会导致叶片黄化,进而影响产量.植物吸收转运铁共有两种机理,即机理Ⅰ和机理Ⅱ,相应的植物称为机理Ⅰ植物和机理Ⅱ植物,机理Ⅰ植物主要包括双子叶植物和非禾本科单子叶植物,机理Ⅱ植物主要包括禾本科植物.铁还原酶基因FRO(Ferric reduction oxidase)作为机理Ⅰ植物中的关键基因已在多种植物中被发现与研究,包括禾本科植物水稻.为了解该基因在玉米中的功能,对玉米铁还原酶基因ZmFRO2进行了基因功能的分析,包括生物信息学分析、表达模式分析及亚细胞定位分析,证明了ZmFRO2具有铁还原酶的结构基础且与OsFRO1、MtFRO2、AtFRO6和AtFRO7具有较近的亲缘关系,ZmFRO2定位在质膜与胞质,该基因主要在叶片中大量表达,且该基因的表达受缺铁先诱导后抑制.另外,通过农杆菌介导的方法获得了过表达ZmFRO2玉米植株,对其进行铁还原酶活力及锌铁含量测定发现过表达ZmFRO2能够提高玉米根部铁还原酶活力,根部、叶片和籽粒的铁含量均有不同程度的升高.通过这些分析和测定为之后基因功能的深入研究奠定基础,进而为提高玉米铁含量提供新的功能基因和新途径.

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