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铁的吸收是植物生长和发育必不可少的过程,IRTl作为Fe2+转运系统中重要的铁转运蛋白,对苹果属植物铁吸收利用起着关键作用。本研究分析了铁高效基因型小金海棠(Malus xiaojinensis)和铁低效基因型山定子(Mains baccata)在缺铁条件下各相关通路的基因表达差异,并对小金海棠、山定子及其杂交后代中LRT1启动子区域的序列差异片段进行检测,发现LRT1启动子上的TATA-box插入现象在群体中普遍存在。研究通过对TATA-box序列功能和生态进化分析,初步阐明LRT1启动子上TATA-box这一关键作用元件对小金海棠和山定子群体耐缺铁性状影响和分子作用机制,为进一步研究苹果耐缺铁的分子机制提供依据。铁高效基因型小金海棠和铁低效基因型山定子在缺铁条件下响应不同。对小金海棠和山定子缺铁条件下相关代谢基因表达谱检测结果显示,缺铁条件下铁吸收基因、乙烯及脱落酸代谢相关基因比其他代谢相关基因响应早,在缺铁3h-9h就开始响应；小金海棠中铁吸收(LRT1)和转运相关基因(YSL5和SAMS1)响应比山定子早。LRT1基因表达与黄化指数呈负相关,是影响苹果植株耐缺铁能力的一个重要基因。对小金海棠和山定子中LRT1进行克隆发现在小金海棠中LRT1的差异片段为一段ATTATAA序列,经过预测为一段TATA-box,是转录起始的核心启动子元件。从小金海棠×山定子杂合株系的TATA-box的比例进行测序验证,发现当含有TATA-box的LRT1与不含有TATA-box的LRT1的比值大于等于1时,植株表现为耐缺铁,小于1时表现为不耐缺铁。这些结果说明LRT1的启动子上的TATA-box的存在与耐缺铁性状相关。利用烟草注射瞬时表达方法发现含有TATA-box的IRT1.1Pro::GUS启动子活性明显高于TATA-box缺失的LRT1.2Pro::GUS启动子活性。由于TATA-box的插入与LRT1编码区上的单碱基有义突变紧密连锁,通过酵母功能互补试验证实这一突变并不影响突变菌株对于二价铁的吸收作用,说明LRT1启动子TATA-box可能在转录水平调控IRT1的功能,从而影响铁的吸收。小金海棠的近缘种中的LRT1基因中均没有发现TATA-box的插入,仅在小金海棠中出现了TATA-box插入的现象,推测可能是在小金海棠从种群中分离出来形成新的分支的过程中发生TATA-box插入突变的。来自在山西,辽宁,黑龙江这三个地区共14个株系的不同生态型山定子中的LRT1绝大部分都不含有TATA-box,而仅在有效铁含量较低的山西和辽宁出现了3株TATA-box插入的LRT1,从这些结果推测生态环境如土壤中的低铁胁迫可能是引起IRT1启动子上TATA-box插入的一种原因。