小麥體細胞雜交漸滲引起的遺傳變異及小麥發(fā)育相關基因TaHTD的功能研究.pdf

1、小麥是世界上重要的糧食作物之一，因此小麥育種改良對于糧食的增產是十分重要的。本實驗室利用不對稱體細胞雜交技術，已經獲得了多種具有不同表型的小麥漸滲系后代。本實驗對多種雜交漸滲系中部分同源基因的表達變異，DNA甲基化修飾的變異以及逆轉錄轉座子的改變等情況進行了深入分析。利用SSCP技術比較分析了濟南177和各漸滲系中部分基因的表達情況，發(fā)現在檢測的80對引物中，有11對引物在漸滲系和親本小麥中存在基因表達差異。通過MSAP分析所檢測的21

2、0個親本JN177特異CCGG位點中，與JN177相比，在6個體細胞雜種漸滲系中出現高甲基化變異的位點所占比例為10.5％，而出現去甲基化變異的位點所占比例為13.1％;我們通過重亞硫酸鹽測序技術對MSAP檢測到的4個變異位點所在的DNA片段進行了胞嘧啶甲基化修飾狀態(tài)的具體分析。REMAP/IRAP分析發(fā)現在被檢測的219個位點中，與親本濟南177相比，6個體細胞雜種漸滲系中3.2％的逆轉錄轉座子相關序列發(fā)生消減，同時有3.3％新條帶的

3、出現。利用MSTD技術比較分析了親本濟南177及各雜種漸滲系中Veju和BARE-1兩種高拷貝逆轉錄轉座子側翼序列的DNA甲基化修飾狀態(tài)，發(fā)現與親本濟南177相比，在雜種漸滲系中兩種逆轉錄轉座子的35％-40％側翼序列上出現DNA甲基化變異。以上實驗結果為進一步研究漸滲系的不同表型及性狀與非對稱雜交引起的遺傳與表觀遺傳變異之間的關系奠定了理論基礎。
　　利用實驗室已有的濟南177和山融3號鹽脅迫轉錄組數據，克隆了一個差異表達基因T

4、aHTD，并對其進行了基因功能的初步研究。該基因編碼區(qū)全長為678堿基，編碼一個含225個氨基酸的鋅指類轉錄因子。體外轉錄激活活性分析表明該基因編碼的蛋白具有轉錄激活活性，亞細胞定位結果表明該蛋白在細胞核、細胞質中普遍存在。為了研究TaHTD基因在植物體內所發(fā)揮的功能，我們將其在擬南芥中進行了異源過量表達，發(fā)現轉基因擬南芥植株的株高明顯低于野生型且分枝數明顯多于野生型，表明TaHTD基因可以顯著影響轉基因擬南芥的生長發(fā)育。通過qRT-P

5、CR檢測了轉基因擬南芥與野生型擬南芥中與分枝相關Marker基因表達量情況，發(fā)現與野生型Col-0相比，過表達株系中與獨腳金內酯相關的AtMAX3、AtMAX4、AtBES1均表達上調，而AtMAX1、AtBRC1、AtD27均表達下調。因此推測，TaHTD轉基因擬南芥分枝數的明顯增多可能是通過影響獨腳金內酯信號通路來實現的。另外，通過NaCl、PEG脅迫條件下小麥中TaHTD基因的表達模式分析結果，可推測TaHTD可能參與到NaCl和