小麥抗逆相關(guān)基因TaBβ-1的克隆及功能驗證.pdf

1、小麥是人類主要的糧食作物之一，干旱、鹽漬脅迫等逆境是小麥生產(chǎn)的主要環(huán)境限制因子之一，其嚴重影響小麥的產(chǎn)量和栽培范圍。因此，應用分子生物學和基因工程等技術(shù)研究小麥抗逆機制，挖掘利用抗旱、耐鹽基因資源，并通過基因工程培育耐逆小麥品種是解決這個問題的有效途徑之一。
　　蛋白磷酸酶2A(PP2A)是由催化亞基C和結(jié)構(gòu)亞基A先形成核心酶，然后再與各種可變的調(diào)節(jié)亞基B組成異三聚體復合物-PP2A全酶調(diào)節(jié)亞基B主要分為B或PR55家族、B'或P

2、R61/56家族、B"或PR72家族、B'''或PR93/PR110家族，PP2A可以直接參與多種信號途徑的調(diào)控。本研究以小麥強抗旱品種旱選10號為試驗材料，利用同源克隆的方法首次克隆到小麥蛋白磷酸酶2A調(diào)節(jié)亞基基因，并應用實時定量PCR技術(shù)分析其在不同小麥組織中和多種逆境脅迫下的表達特性;進一步通過轉(zhuǎn)化模式植物擬南芥研究目標基因在逆境脅迫中的功能，同時應用BiFC技術(shù)驗證小麥蛋白磷酸酶2A不同亞基間在體內(nèi)的互作。主要研究結(jié)果如下:

3、r>　　1、克隆了小麥蛋白磷酸酶2A調(diào)節(jié)亞基基因TaBβ-1的兩個全長cDNA序列TaBβ-1-1和TaBβ-1-2，它們編碼相同的蛋白，分子量為57.1kDa，等電點為5.87，含有PP2A調(diào)節(jié)亞基的1個CDC55保守結(jié)構(gòu)域，1個alpha/beta結(jié)構(gòu)域，2個PR55保守結(jié)構(gòu)域和6個WD重復子。蛋白比對和聚類分析結(jié)果表明，該基因與水稻PP2A調(diào)節(jié)亞基(EEE56585)高度同源，同源性達87％。
　　2、TaBβ-1基因在小麥

4、孕穗期的根、穗、葉中均有表達，且在不同生育時期的新葉中，苗期葉片的表達量最高。TaBβ-1基因的表達明顯受干旱、NaCl、低溫和ABA誘導，說明其參與對多種非生物脅迫以及外源ABA處理的應答反應，但表達模式不同。
　　3、過表達TaBβ-1的轉(zhuǎn)基因擬南芥在種子萌發(fā)期、幼苗期和成株期都比野生型具有較強的耐干旱、鹽、冷脅迫的能力，說明TaBβ-1基因參與了對干旱等滲透脅迫的響應。在干旱、鹽、低溫脅迫下，轉(zhuǎn)基因株系的存活率大于野生型和G

5、FP株系，且具有較高的細胞膜穩(wěn)定性(CMS)、脯氨酸含量(Fp)和葉綠素含量(Chl)。
　　4、洋蔥鱗莖表皮細胞瞬時表達結(jié)果顯示，TaBβ-1定位于細胞膜和細胞核。
　　5、小麥蛋白磷酸酶2A調(diào)節(jié)亞基TaBβ-1、催化亞基TaPP2Ac-1與結(jié)構(gòu)亞基TaPP2Aa-1在洋蔥表皮細胞的細胞膜和細胞核內(nèi)均發(fā)生兩兩互作。
　　本文的研究結(jié)果表明，小麥蛋白磷酸酶2A調(diào)節(jié)亞基TaBβ-1在小麥PP2A參與干旱響應和滲透脅迫的信