小麥脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白基因TaLTP克隆及功能分析.pdf

1、小麥(Triticum aestivum L.)作為人類的主要的糧食作物之一，分布于世界五大洲的各個國家。作為固著生物其生長發(fā)育也受到環(huán)境等多方面的影響，比如干旱、鹽堿、低溫等。這些非生物脅迫均會對小麥產(chǎn)量造成不同程度的影響。為了保障小麥的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，除了改善小麥的生長環(huán)境外，還可以從小麥內(nèi)部挖掘和利用關(guān)鍵基因從而提高小麥對非生物脅迫的耐受力。脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白(lipid transfer protein, LTP)是廣泛存在于植物中的一類小

2、分子蛋白，因其能夠在植物細胞膜之間運輸脂類物質(zhì)而命名，在植物角質(zhì)層合成和適應(yīng)多種環(huán)境脅迫中起重要作用。本研究通過同源克隆得到小麥脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白基因TaLTP-s，分析其在ABA、PEG、NaCl、低溫等脅迫處理下的表達模式，并進行了轉(zhuǎn)TaLTP-s擬南芥對脅迫處理的響應(yīng)分析， TaLTP-s基因定位及全長序列的多態(tài)性分析，以及小麥TaLTP-s單倍型與農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)分析，為利用小麥脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白基因改良作物抗逆性提供依據(jù)。
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3、研究主要內(nèi)容包括：⑴同源克隆得到TaLTP-s的cDNA全長序列510 bp，開放閱讀框為339 bp，編碼112個氨基酸。其蛋白序列包含有8個半胱氨酸殘基，屬于nsLTP-like家族。通過煙草瞬時表達和小麥原生質(zhì)體亞細胞定位顯示TaLTP-s定位于細胞膜和細胞質(zhì)中。⑵組織表達分析發(fā)現(xiàn)小麥開花期TaLTP-s在小花中表達量較高，尤其是在花藥中的表達量遠高于根和葉。在ABA、PEG、NaCl及4oC低溫脅迫誘導(dǎo)下，小麥TaLTP-s均上

4、調(diào)表達，可能與抗逆性調(diào)節(jié)相關(guān)。⑶在脅迫處理下，過表達TaLTP-s轉(zhuǎn)基因擬南芥耐鹽性及細胞膜穩(wěn)定性顯著高于對照組，且在不同濃度的ABA和甘露醇脅迫下，轉(zhuǎn)基因株系的側(cè)根密度顯著高于對照。因此小麥TaLTP-s是一個與高鹽等非生物脅迫耐性相關(guān)的基因。⑷小麥TaLTP-s基因序列包括基因區(qū)和啟動子區(qū)共2.77 kb，利用中國春缺-四體和偃展1號及內(nèi)鄉(xiāng)188構(gòu)成的RIL群體將TaLTP-s定位于1A染色體上，距離兩側(cè)標(biāo)記WMC449和WMC93

5、的遺傳距離分別為2.1cM和5.9cM。⑸在TaLTP-s基因啟動子區(qū)域檢測到8個SNP位點，構(gòu)成三種單倍型。利用其中2個SNP位點(A/G、C/T)，開發(fā)dCAPS標(biāo)記區(qū)分三種單倍型。利用GLM模型進行關(guān)聯(lián)分析的結(jié)果表明：三種單倍型分別與株高(PH)、莖稈穗下節(jié)長(PLE)及倒二節(jié)長(LPN)顯著或極顯著相關(guān)，HapⅠ和HapⅢ是增加株高的單倍型，其中SNP1-G位點為增加單株穗數(shù)的優(yōu)異等位變異；SNP2-C位點為增加株高的等位變異。