小麥小分子RNA TaMIR1118-CaM2-2模塊和MADS型轉(zhuǎn)錄因子基因特征和耐逆響應(yīng).pdf

1、營(yíng)養(yǎng)脅迫是限制作物植株生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的重要因素，揭示植物應(yīng)答和抵御養(yǎng)分脅迫的分子機(jī)制對(duì)于改善作物耐逆遺傳改良和生產(chǎn)實(shí)踐具有重要意義。本研究在實(shí)驗(yàn)室前期工作基礎(chǔ)上，對(duì)小麥miRNA家族成員TaMIR1118/CaM2-2模塊抵御低氮能力和MADS轉(zhuǎn)錄因子成員應(yīng)答低磷特征進(jìn)行了研究。主要研究如下:
　　1.低氮脅迫下，TaMIR1118及其煙草同源基因NtMIR1118在植株中表達(dá)上調(diào)，其靶基因鈣調(diào)素基因CaM2-2的轉(zhuǎn)錄本數(shù)量降

2、低。表明miR1118是單、雙子葉植物中的保守miRNA家族成員，在轉(zhuǎn)錄后水平上對(duì)CaM2-2進(jìn)行調(diào)控。與野生型植株相比，超表達(dá)TaMIR1118及下調(diào)表達(dá)CaM2-2煙草株系抵御低氮脅迫能力增強(qiáng)，表現(xiàn)為低氮脅迫下植株表型、生物量、氮含量、和抗氧化酶活性得到明顯改善。
　　2.表達(dá)分析表明，與野生型植株相比，超表達(dá)TaMIR1118及下調(diào)表達(dá)TaCaM2-2煙草株系介導(dǎo)植株硝酸鹽吸收的硝酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（NRT）基因NtNRT1.1、N

3、tNRT1.2.2以及抗氧化酶基因MnSOD2、NtCAT1;1、NtPOD1;3和NtPOD1.4、在上述轉(zhuǎn)基因系植株的表達(dá)明顯上調(diào)，表明上述基因在改善植株氮素吸收和活性氧清除功能中發(fā)揮重要作用。此外，上述轉(zhuǎn)基因株系植株的亞硝酸酶基因NTNIR3、硝酸酶基因NTNR3及鈣通道蛋白基因CCP6的表達(dá)也明顯上調(diào)，表明miR1118/CaM2-2模塊通過(guò)調(diào)控氮素吸收、氮素同化及活性氧內(nèi)穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄發(fā)揮重要調(diào)控效應(yīng)。
　　3.對(duì)小

4、麥種屬54個(gè)小麥MADS基因的分子分析表征和表達(dá)模式進(jìn)行的研究表明，供試基因的cDNA全長(zhǎng)變化為683 bp至1297 bp之間，編碼氨基酸數(shù)目170至274個(gè)，編碼蛋白的分子量19.21～31.33kDa，等電點(diǎn)5.74～9.63。聚類分析表明供試小麥MADS基因歸屬為11個(gè)亞家族。表達(dá)分析表明，豐磷條件下，供試基因的表達(dá)分屬為高、中、低和極端低4個(gè)組別。其中，5個(gè)基因呈低磷脅迫下表達(dá)水平顯著上調(diào)(TaMADS51、TaMADS4、T

5、aMADS5、TaMADS6和TaMADS18)，4個(gè)呈低磷脅迫下表達(dá)水平顯著下調(diào)（TaMADAGL17、TaMADAGL2、TaMADWM31C和TaMADS;14）。表明上述磷素響應(yīng)基因通過(guò)轉(zhuǎn)錄水平的改變，在介導(dǎo)植株應(yīng)答和抵御低磷逆境中可能發(fā)揮著重要作用。
　　4.采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法建立了上調(diào)表達(dá)TaMADS51的轉(zhuǎn)基因株系。不同供磷處理試驗(yàn)表明，與野生型植株相比，上調(diào)表達(dá)TaMADS51轉(zhuǎn)基因煙草植植株抵御低磷逆境的