小麥基因TaGPβ及C2H2型鋅指蛋白基因TαZFP1-5耐低氮低磷能力功能評(píng)價(jià).pdf

1、非生物逆境低氮、低磷是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因子，揭示植株應(yīng)答和抵御養(yǎng)分逆境信號(hào)機(jī)制、對(duì)于作物應(yīng)答逆境機(jī)理及提高作物抗逆能力具有重要指導(dǎo)意義。本研究以所在試驗(yàn)室前期工作基礎(chǔ)上，對(duì)小麥G-protein beta亞基基因（以后簡(jiǎn)稱為TaGP;β）及鋅指蛋白基因TaZFP1-5抵御氮磷脅迫的功能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。主要研究結(jié)果如下:
　　1、在富集低氮、低磷脅迫逆境的小麥根系cDNA文庫(kù)中，獲得了對(duì)低氮和低磷逆境均明顯應(yīng)答的TaG

2、P和TaZFP1-5表達(dá)序列標(biāo)簽(EST)，通過(guò)在NCBI進(jìn)行同源查找獲得上述基因的cDNA全長(zhǎng)序列。TaGP;β和TaZFP1-5分別為1064和1612bp，編碼氨基酸數(shù)目為335和383個(gè)，編碼蛋白分子量分別為36.28和44.09kD，蛋白等電點(diǎn)為6.32和7.54。系統(tǒng)進(jìn)化分析表明，TaGP;β與大麥未知蛋白、二穗短柄草和油棕鳥苷酸結(jié)合蛋白β亞基高度同源。
　　2、采用DNA重組技術(shù)，構(gòu)建了正義表達(dá)TaGP;β和反義表達(dá)

3、TaZFP1-5的煙草轉(zhuǎn)基因系。以上述基因遺傳轉(zhuǎn)化T3代為供試材料，以野生型(WT)為對(duì)照，通過(guò)固體培養(yǎng)基、水培法和土培法三種培養(yǎng)方式研究了遺傳轉(zhuǎn)化TaGP;β和TaZFP1-5介導(dǎo)植株抵御逆境脅迫的能力。
　　3、低氮、低磷脅迫下，與野生型相比，正義表達(dá)TaGP;β轉(zhuǎn)基因株系植株地上、地下部分長(zhǎng)勢(shì)得到明顯改善，葉綠素含量、葉面積大小、根系體積、干鮮重上顯著增加，植株體內(nèi)的抗氧化酶活性增強(qiáng);反義表達(dá)TaZFP1-5轉(zhuǎn)基因系在低氮、

4、低磷逆境處理與WT相比均表現(xiàn)負(fù)反饋效應(yīng)，表現(xiàn)為逆境處理下的植株長(zhǎng)勢(shì)減弱，衰老時(shí)期提前、植株表型變小，葉綠素含量及干鮮重上顯著降低，細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶活性下降。表明，TaGP;β和TaZFP1-5具有調(diào)控植株抵御逆境的功能。
　　4、以逆境處理后的WT和TaGP;β、TaZFP1-5轉(zhuǎn)化株系為材料，對(duì)植株活性氧清除系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)態(tài)和氮、磷吸收同化相關(guān)的細(xì)胞保護(hù)酶、磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、硝酸還原酶、亞硝酸還原酶和谷氨酰胺合成酶編碼基因

5、的表達(dá)特征進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，部分供試基因在TaGP;β和TaZFP1-5轉(zhuǎn)化株系內(nèi)的表達(dá)發(fā)生改變，其中在上調(diào)TaGP;β轉(zhuǎn)基因系中多表現(xiàn)上調(diào)、在下調(diào)TaZFP1-5轉(zhuǎn)基因系中多表現(xiàn)下調(diào)。表明TaGP;β、TaZFP1-5在轉(zhuǎn)錄水平上對(duì)特定逆境和養(yǎng)分防御基因進(jìn)行調(diào)控，在介導(dǎo)植株抵御各種逆境中發(fā)揮著重要作用。
　　綜上所述，TaGP;β和TaZFP1-5具有顯著調(diào)控植株抵御低氮低磷功能，上述基因在今后小麥氮磷高效遺傳改良和生產(chǎn)實(shí)踐