완두콩(Pisum sativum L.)에서 레이저 미세 절단, 실시간 PCR 및 ACC 면역 국소화를 사용한 결절 노화 분석

공생 결절의 노화 지연은 활성 질소 고정을 연장시켜 작물 수확량을 개선하고 화학 비료의 필요성을 줄일 수 있습니다. 결절 노화의 분자 유전적 메커니즘은 결절 노화 지연 품종 육성을 목표로 한 연구에서 충분히 연구되지 않았습니다. 이러한 연구에서 공생 구조의 조기 분해 표현형을 가진 식물 돌연변이는 결절 노화의 유전적 기초를 밝히는 유용한 모델입니다. Medicago truncatula Gaertn. 결절에 대한 전사체 분석 데이터와 완두콩(Pisum sativum L.) 결절에 대한 이전 연구를 사용하여, 결절 노화 동안 활성화되는 것으로 알려진 유전자 기반의 분자 마커 세트를 개발했습니다. 이러한 유전자는 시스테인 프로테아제, 티올 프로테아제, bZIP 전사 인자, 에틸렌(ACC 합성 효소의 ACS2 및 ACC 산화 효소의 ACO1) 및 ABA(알데하이드 산화 효소의 AO3) 생합성에 관여하는 효소 및 지베렐린의 분해에 관여하는 효소(GA 2-산화효소)를 인코딩합니다. 우리는 두 가지 완두콩 야생형(cv. Sparkle 및 Sprint-2)의 결절과 조기 결절 노화를 보이는 돌연변이선(E135F (sym13))과 공생 구조 분해의 형태학적 징후가 없는 돌연변이선(Sprint-2Fix− (sym31))에서 이들 유전자의 전사 수준을 분석했습니다. 실시간 PCR 분석 결과, 선택된 모든 유전자는 모든 표현형에서 결절 노화 동안 전사 수준이 증가함을 보였습니다. 특히, 감염 후 4주(WAI)에서 분석된 모든 유전자의 전사 수준은 조기 노화 결절의 돌연변이선 E135F (sym13)와 돌연변이 Sprint-2Fix− (sym31)의 결절에서 야생형의 활성 질소 고정 결절보다 유의미하게 높았습니다. 반면, 두 야생형의 동일 유전자 전사 수준은 6 WAI에서만 유의미하게 증가했습니다. 우리는 레이저 캡쳐 미세 절단 분석을 통해 완두콩 cv. Sparkle과 그의 돌연변이선 E135F (sym13)의 다양한 조직 결절 구역에서 선택된 마커의 발현을 평가했습니다. 마지막으로, 우리는 야생형 완두콩과 그 돌연변이의 결절에서 면역 국소화를 통해 ACC를 분석했습니다. 이 결과들은 결절 노화가 결절 비효율성에 대한 일반적인 식물 반응임을 나타냅니다.