热带作物学报

作者：韩广栋, 孙丰沛, 任姿颖, 曹晶雯, 高爱平, 黄建峰, 宋志忠

单位：1.鲁东大学农林工程研究院/山东省高校作物高产抗逆分子模块育种重点实验室，山东烟台 264025,2.中国热带农业科学院作物品种资源研究所，海南海口 571100,3.剑桥大学植物系，英国剑桥 CB2 3EA

关键词：杧果,铁吸收,铁还原酶,非生物胁迫,表达模式

基金：国家重点研究计划子课题(2019YFD1000504),国家自然科学基金项目(31501743),国家留学基金项目(202208370080)

铁（Fe）是植物生长发育的必需微量元素之一，参与植物体内多种生命活动和代谢过程。有关铁素吸收、转运和分配吸收的分子机制研究主要体现在一年生模式作物，果树中铁吸收与转运相关基因的生物学功能依然未知。本研究从二倍体杧果桂热82中克隆并鉴定了11个铁还原酶（FRO）编码基因，命名为MiFRO1~MiFRO11；除MiFRO1缺失Motif2~Motif5基序外，其他MiFROs均含有10个典型的Motif基序，除MiFRO3具有独特的三级结构外，其他MiFROs拥有相近的三级结构；11种不同科、属植物FRO蛋白的氨基酸水平一致性约为42.07%，MiFROs的氨基酸水平一致性约为62.43%；系统进化树表明MiFROs倾向于单独聚集在一起，在系统发育树上与其他10种植物的同源蛋白进化距离较远；实时荧光定量PCR表明MiFRO8在杧果树体中的整体表达水平最高，MiFRO4、MiFRO5、MiFRO8和MiFRO11在成年树体新生叶片和嫁接苗叶片中的表达量最高，MiFRO6和MiFRO7在成年树体新生韧皮部和嫁接苗茎部的表达水平最高，MiFRO1和MiFRO10在幼果的表达水平最高，MiFRO2和MiFRO9在嫁接苗根部的表达量最高，而MiFRO3在盛开期花朵中的表达量最高。此外，MiFROs在根部易受缺铁和NaCl胁迫的诱导而显著增加；MiFRO3、MiFRO5和MiFRO8受高铁毒害的抑制，表达量降低；MiFRO2、MiFRO5、MiFRO7受ABA胁迫，表达量增加；MiFRO1、MiFRO5受PEG胁迫，表达量增加，MiFRO2、MiFRO6和MiFRO7受低温（4 ℃）抑制，表达量降低，但MiFROs对热胁迫（45 ℃）不敏感。本研究为明确杧果铁的吸收与转运机制提供基因资源，并为解析热带作物果树铁素营养与高效利用奠定理论基础。

来源：2024年第2期

《热带作物学报》期刊编辑部

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