小麥TaPP2C59基因的克隆與表達分析.pdf

1、蛋白質的可逆磷酸化是生物信號級聯(lián)傳遞的重要方式之一,是由蛋白激酶與蛋白磷酸酶共同參與完成的。蛋白質的磷酸化與去磷酸化反應對于信號的快速、精確傳遞起著無可替代的作用,是細胞內的重要調節(jié)機制,廣泛參與植物的生長、發(fā)育、增殖、分化等生命活動。蛋白磷酸酶2C(PP2C)是一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶,植物PP2C廣泛參與逆境信號傳遞過程,對環(huán)境脅迫如冷害、干旱、損傷等激活的信號通路發(fā)揮調節(jié)作用。
　　本研究從小麥基因組中克隆到了一個PP2

2、C類蛋白磷酸酶基因TaPP2C59,并對該基因在小麥中的表達特性與功能進行了初步分析,主要研究結果如下:
　　(1)以生物信息學為基礎,在數(shù)據(jù)庫中搜索并拼接小麥PP2C基因的EST序列,并以此序列為基礎設計特異引物,過5'-RACE和3'-RACE分別克隆到5’和3’片段,經(jīng)拼接后以特異性引物擴增得到了TaPP2C59基因的cDNA全長。
　　(2)對該基因序列進行生物信息學分析,發(fā)現(xiàn)該基因擁有完整的開放閱讀框,全長為855

3、 bp;保守序列分析顯示,該基因屬于PP2Cc類超家族;多序列比對發(fā)現(xiàn),該基因推導的氨基酸序列含有蛋白磷酸酶2C所具有的11個保守結構亞區(qū);進化樹分析表明,該基因與水稻OsPP2C1基因和玉米ZmPP2C1基因的同源性最高,與模式生物擬南芥中AtPP2C59基因有較高的同源性,故將其命名為TaPP2C59。
　　(3)通過實時熒光定量PCR技術檢測TaPP2C59基因在不同小麥組織中的表達模式,結果顯示該基因在小麥根、莖、葉、雄蕊

4、、雌蕊、以及外稃中均有表達,而且在葉片中表達量最高。
　　(4)通過非生物性逆境脅迫如低溫、PEG、高鹽處理小麥幼苗,發(fā)現(xiàn)在冷處理和NaCl處理下TaPP2C59基因的表達量呈現(xiàn)下調表達的模式,可以初步推斷小麥TaPP2C59基因受到低溫與高鹽逆境脅迫的抑制。
　　(5)以ABA、乙烯、雙氧水三種信號分子處理小麥幼苗,結果發(fā)現(xiàn)ABA處理下小麥TaPP2C59基因表達量降低,而雙氧水處理下TaPP2C59基因表達量上升,該結論

5、初步顯示,小麥TaPP2C59基因受ABA信號的抑制,而受到雙氧水信號的誘導,進而在兩條信號途徑中發(fā)揮作用。
　　(6)構建了TaPP2C59基因過表達載體pBIl21- TaPP2C59OX,并轉化農(nóng)桿菌,再利用農(nóng)桿菌介導的葉盤法轉化煙草葉片,通過組織培養(yǎng)獲得再生植株,利用PCR初步鑒定獲得了煙草轉基因植株。
　　本研究對小麥TaPP2C59可能參與的信號通路得出了初步的結論,所獲得的轉基因煙草材料為進一步研究TaPP2C