ABA8’—羥化酶基因的功能鑒定及應(yīng)用研究.pdf

1、穗發(fā)芽(Preharvestsprouting，簡(jiǎn)稱PHS)是小麥生產(chǎn)上的世界性重要災(zāi)害。在收獲期遭到陰雨天氣或潮濕環(huán)境下，小麥穗上發(fā)芽可造成產(chǎn)量損夫達(dá)10％以上，籽粒儲(chǔ)藏物特別是淀粉的分解，嚴(yán)重影響到小麥的加工品質(zhì)，帶來(lái)倉(cāng)儲(chǔ)時(shí)霉變等多方面的經(jīng)濟(jì)損失。穗發(fā)芽不僅降低產(chǎn)量而且嚴(yán)重劣化品質(zhì)和種用價(jià)值，如何提高品種的抗穗發(fā)芽能力是小麥遺傳育種研究長(zhǎng)期面臨的重要課題。 穗發(fā)芽是一個(gè)典型的受環(huán)境和基因型互作系統(tǒng)控制的復(fù)雜性狀，但基因型控制

2、的籽粒發(fā)芽能力是影響穗發(fā)芽的內(nèi)在決定因素?；蛐陀绊懶←溗氚l(fā)芽的因素極其復(fù)雜，其中種子休眠特性是影響穗發(fā)芽抗性的主導(dǎo)因素。植物激素，特別是脫落酸(ABA)和赤霉素(GA)，在種子成熟及萌發(fā)過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。ABA誘導(dǎo)和維持胚休眠并抑制萌發(fā)，而GA可以解除休眠促進(jìn)萌發(fā)。 ABA8’-羥化酶是ABA分解代謝途徑中的關(guān)鍵酶。研究表明，擬南芥和大麥的ABA8’-羥化酶編碼基因在休眠和不休眠種子間表達(dá)差異顯著，休眠種子中ABA含量

3、高于非休眠種子，且萌發(fā)速度明顯推遲，該基因?qū)ΨN子萌發(fā)過(guò)程中ABA激素水平的變化起著重要作用，是影響種子從休眠向萌發(fā)階段轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵基因。為了進(jìn)一步證實(shí)大麥ABA8’-羥化酶基因HvABA8’OH-1是否與種子萌發(fā)密切相關(guān)，本研究將構(gòu)建的大麥HvABA8'OH-1基因表達(dá)載體，轉(zhuǎn)入擬南芥ABA8’-羥化酶基因Atcyp707a2的突變體，種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：轉(zhuǎn)基因植株種子萌發(fā)率已恢復(fù)到野生型水平，二者均明顯高于突變體，說(shuō)明HvABA8’O

4、H-1的確是影響種子萌發(fā)的重要基因。同時(shí)，為了鑒定AtCYP707A2基因啟動(dòng)子表達(dá)的組織特異性，我們構(gòu)建一個(gè)帶GUS基因的載體轉(zhuǎn)入Columbia野生型，染色結(jié)果表明，GUS在蓮座葉和老葉的表皮毛上有較多的表達(dá)，在花瓣、柱頭、花序的基部和外周也都有表達(dá)，比較符合基因芯片的結(jié)果。 ABA8’-羥化酶基因是進(jìn)化上較為保守的一類(lèi)基因，通過(guò)RNA干擾(RNAi)降低該基因在種子中的表達(dá)水平，可能會(huì)為人工調(diào)控種子萌發(fā)提供一條新途徑。為此