小麥激酶基因TaMAPK2B1和TaMAPK4分子特征及耐逆功能研究.pdf

1、促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一類普遍存在于真核生物中、進(jìn)化上高度保守的絲氨酸/蘇氨酸型蛋白激酶。MAPK級聯(lián)途徑(MAPKKK-MAPKK-MAPK)以依次磷酸化方式傳遞信號，參與植物生長發(fā)育及多種生物、非生物逆境信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。本項(xiàng)研究以采用生物信息學(xué)技術(shù)獲得的6個(gè)小麥MAPKKK基因、2個(gè)小麥MAPKK基因以及12個(gè)小麥MAPK基因?yàn)榛A(chǔ)，系統(tǒng)研究了上述基因在不

2、同逆境下的表達(dá)特征;采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，對其中應(yīng)答低磷逆境明顯的TaMAPK2B;1和TaMAPK4進(jìn)行煙草遺傳轉(zhuǎn)化，驗(yàn)證了正、反義表達(dá)TaMAPK4的轉(zhuǎn)基因煙草植株應(yīng)答和抵御低磷、低氮及滲透脅迫的能力。主要研究結(jié)果如下:
　　1、以在富集低磷逆境處理下特異表達(dá)基因的小麥根系差減cDNA文庫中獲得的小麥MAPK基因TaMAPK1a-1為基礎(chǔ)，通過在NCBI和TIGR網(wǎng)站進(jìn)行BLAST查找，獲得6個(gè)小麥MAPKKK基因、2

3、個(gè)小麥MAPKK基因以及12個(gè)小麥MAPK基因的cDNA序列，對供試基因的系統(tǒng)進(jìn)化等分子特征進(jìn)行了分析。
　　2、對上述20個(gè)小麥MAPK級聯(lián)途徑基因的表達(dá)特征研究表明，其中有11個(gè)成員對低磷逆境明顯應(yīng)答，包括TaMAPKKK1、TaMAPKKK7、TaMAPK2B;1、TaMAPK3、TaMAPK4、TaMAPK6、TaMAPK9、TaMAPK12、TaMAPK12;1、TaMAPK14、TaMAPK16和TaMAPK17;5個(gè)

4、成員對低氮逆境明顯應(yīng)答，包括TaMAPKKK;A3、TaMAPK6、TaMAPK12;1、TaMAPK14和TaMAPK16;TaMAPK1、TaMAPK4、TaMAPK6、TaMAPK16和TaMAPK17等5個(gè)成員應(yīng)答了高鹽脅迫;TaMAPK6、TaMAPK12;1和TaMAPK16等3個(gè)成員應(yīng)答了干旱脅迫。
　　3、采用DNA重組技術(shù)構(gòu)建了融合TaMAPK2B;1和TaMAPK4正、反義序列的雙元表達(dá)載體。采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺

5、傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，建立了正、反義表達(dá)TaMAPK2B;1和TaMAPK4的轉(zhuǎn)基因煙草株系。
　　4、以正反義表達(dá)TaMAPK4的煙草轉(zhuǎn)基因株系和野生型煙草株系為材料，研究了TaMAPK4介導(dǎo)植株抵御低磷、低氮及滲透脅迫的能力。結(jié)果表明，在低磷、低氮和鹽分脅迫下，與對照（野生型）植株相比，正反義表達(dá)TaMAPK4的轉(zhuǎn)基因植株清除活性氧的能力、植株長勢、干鮮重等均發(fā)生了明顯變化。其中正義表達(dá)植株在逆境下清除活性氧的能力增強(qiáng)，生長健壯，單株鮮