小麥品種抗旱性與深根性的關(guān)系及TaSABP2基因的克隆與表達(dá)分析.pdf

1、為明確小麥品種抗旱能力與生理特性的關(guān)系、挖掘利用小麥抗逆基因TaSABP2，以不同抗旱類型品種洛旱6號（抗旱性強(qiáng)）、洛旱8號（抗旱性強(qiáng)）、西農(nóng)979（抗旱性中等）、矮抗58（抗旱性中等）、鄭麥366（抗旱性弱）、鄭麥9023（抗旱性弱）為試驗(yàn)材料，采用根室柱栽試驗(yàn)和大田栽培試驗(yàn)，探索小麥根系縱深生長與品種抗旱能力的關(guān)系、小同水分處理下小麥品種的籽粒產(chǎn)量及生理特性，并結(jié)合分子生物學(xué)技術(shù)，克隆與抗旱性有關(guān)的小麥抗逆基因TaSABP2，對其進(jìn)

2、行序列特征分析和實(shí)時(shí)定量表達(dá)檢測。結(jié)果表明:
　　(1)柱栽條件下小麥根深在挑旗期達(dá)最大值，越冬至挑旗期間根系生長速度快。挑旗期和抽穗期不同抗旱類型品種間的根深差異達(dá)顯著水平，其中抗旱性強(qiáng)的品種最大根深較深;與抗旱性弱的品種相比，抗旱性強(qiáng)的品種總根干重和深層根干重小，根系生理活性強(qiáng)。籽粒灌漿期表現(xiàn)為抗旱性越強(qiáng)，深層根系生理活性越強(qiáng)。
　　(2)大田條件下抗旱性強(qiáng)的品種干旱減產(chǎn)率較低，抗旱系數(shù)較大，而抗旱性弱的品種干旱減產(chǎn)率較

3、高，抗旱系數(shù)較小。生育前期干旱的年份處理間的產(chǎn)量水平差異主要是由成穗數(shù)的不同引起的，生育后期干旱的年份處理間的產(chǎn)量水平差異主要是由千粒重的不同導(dǎo)致的。不同品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素、籽粒濕面筋含量、株高、單株分蘗數(shù)、單株次生根數(shù)等指標(biāo)的高低及干旱條件下的變化值（或變化百分比）由品種自身特性決定，與品種抗旱性的強(qiáng)弱沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。同一取樣時(shí)間、同一水分處理抗旱性強(qiáng)的品種根系生理活性高于抗旱性弱的品種。
　　(3)克隆到小麥TaSABP2

4、基因，TaSABP2基因的cDNA全長878bp，開放閱讀框807bp。編碼268個氨基酸，分子量約為29.6kD，等電點(diǎn)591，屬于酸性蛋白，原子總數(shù)為4165個，分子式為C1338H2081N353O378S15。BLASTX比對表明TaSABP2基因核苷酸及其氨基酸序列與短柄草(XP_003567195)核苷酸及其氨基酸序列的相似性最高。TaSABP2基因編碼蛋白包含Abhydrolase及PLN02211兩個結(jié)構(gòu)域及酶活性中心序

5、列(VVLVGHSLGG)，屬于Abhydrolase超家族。TaSABP2基因編碼蛋白可能定位于葉綠體及細(xì)胞質(zhì)上，屬可溶性蛋白。此外，TaSABP2基因編碼蛋白有12個絲氨酸、5個蘇氨酸、3個酪氨酸可能被磷酸化。無規(guī)則卷曲是其蛋白二級結(jié)構(gòu)中最大量的結(jié)構(gòu)元件，α-螺旋、β轉(zhuǎn)角和延伸鏈分散于整個蛋白質(zhì)中。TaSABP2基因氨基酸序列同其他9種植物的氨基酸序列進(jìn)行多重序列比較，發(fā)現(xiàn)功能區(qū)域的氨基酸序列較為保守。TaSABP2基因編碼蛋白三級

6、結(jié)構(gòu)以α-螺旋和無規(guī)卷曲為主要結(jié)構(gòu)元件，β轉(zhuǎn)角和延伸鏈較少。TaSABP2基因的各組織表達(dá)量強(qiáng)弱順序?yàn)榛ㄋ帲敬迫铮舅牍?jié)＞穎殼＞根＞葉＞莖;植物激素ABA、BR處理及干旱、鹽脅迫處理，均能誘導(dǎo)該基因的表達(dá)量迅速增加。
　　上述結(jié)果表明，抗旱性強(qiáng)的小麥品種未必具有較大的根干重或深層根干重，但根系下扎深且具有較強(qiáng)的深層根根系生理活性，尤其是生育后期的生理活性。產(chǎn)量構(gòu)成因素、籽粒濕面筋含量、株高、單株分蘗數(shù)、單株次生根數(shù)等指標(biāo)的高低及干旱