小麥逆境脅迫響應(yīng)基因TaMYB13的功能研究.pdf

1、小麥?zhǔn)侨祟?lèi)最重要的糧食作物之一，無(wú)論種植面積和產(chǎn)量均居種植作物的前列，同時(shí)也是我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚哪芰縼?lái)源。但是，小麥對(duì)外界環(huán)境極度敏感，極易受到一些非生物因素的脅迫，比如鹽漬、干旱、極端溫度、光輻射、機(jī)械損傷、電磁傷害、風(fēng)害等。因此，培育抗逆的小麥新品種對(duì)提高小麥的產(chǎn)量具有重要的意義。
　　 轉(zhuǎn)錄因子可以專(zhuān)一性的與特定DNA序列結(jié)合，從而激活或抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中起著重要的樞紐作用。植物轉(zhuǎn)錄因子包括多個(gè)家族，

2、其中MYB轉(zhuǎn)錄因子家族是植物中最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，它們通常含有SANT結(jié)構(gòu)域，在轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)中起著多方面的重要作用。在前期的工作中，小麥親本濟(jì)南177和體細(xì)胞雜種SR3鹽脅迫下根部SSHcDNA文庫(kù)表達(dá)譜芯片結(jié)果顯示，TaMYB13在鹽脅迫下表達(dá)量下調(diào)。本論文在前期的基礎(chǔ)上進(jìn)一步明確該基因是否的確參與逆境脅迫響應(yīng)，并進(jìn)而對(duì)其參與植物耐逆的分子機(jī)制進(jìn)行初步研究。該研究將獲得更多的小麥MYB基因家族耐逆性的科學(xué)依據(jù)，為培育耐逆的小麥新品種奠

3、定理論基礎(chǔ)。
　　 通過(guò)NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)EST序列拼接我們獲得了TaMYB13基因的全長(zhǎng)。該基因沒(méi)有內(nèi)含子，其cDNA是由556bp的5'UTR，543bp的ORF以及265bp的3'UTR構(gòu)成的。通過(guò)氨基酸序列數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，確定該基因含有一個(gè)MYB轉(zhuǎn)錄因子家族保守的SANT結(jié)構(gòu)域。
　　 為明確TaMYB13的表達(dá)是否受逆境脅迫的調(diào)控，以山融3號(hào)和濟(jì)南177小麥的根和葉為實(shí)驗(yàn)材料，提取RNA，反轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行Realtime-

4、PCR分析。結(jié)果顯示，TaMYB13在根中的表達(dá)量較高，但在干旱(18％PEG)、高鹽（200mMNaCl）和ABA（100μM）的脅迫下表達(dá)下調(diào)。這表明高鹽、干旱均負(fù)調(diào)控TaMYB13基因的表達(dá)，而且該基因參與了小麥根中ABA依賴(lài)性的信號(hào)途徑。
　　 為了深入了解TaMYBI3基因的生理功能及其在非生物脅迫中的作用，將該基因轉(zhuǎn)入擬南芥中過(guò)量表達(dá)，篩選到轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性植株后進(jìn)行生理功能分析。結(jié)果表明，在ABA和NaCl條件下的萌發(fā)實(shí)

5、驗(yàn)和ABA誘導(dǎo)的氣孔開(kāi)閉實(shí)驗(yàn)中，與對(duì)照系相比，TaMYB13擬南芥過(guò)表達(dá)株系對(duì)ABA和高鹽都表現(xiàn)出弱敏感的性狀，從而說(shuō)明TaMYB13對(duì)ABA弱敏感。
　　 為明確TaMYB13參與植物逆境脅迫響應(yīng)相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，選取在逆境脅迫中具有代表性的Marker基因，以TaMYB13擬南芥過(guò)表達(dá)株系和對(duì)照系為材料，進(jìn)行Realtime-PCR分析。在TaMYB13擬南芥過(guò)表達(dá)株系中，ABI1和ABI2表達(dá)量上調(diào)，已知這兩個(gè)基因在ABA

6、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中起負(fù)反饋調(diào)控，表明該基因可能負(fù)調(diào)控ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。RD29A、CBF3和DREB2A表達(dá)量上調(diào)，表明TaMYB13基因通過(guò)上調(diào)RD29A，CBF3和DREB2A基因表達(dá)參與ABA非依賴(lài)性滲透脅迫途徑而起正調(diào)控作用，提高TaMYB13過(guò)表達(dá)株系種子萌發(fā)的耐鹽性。ABA依賴(lài)和ABA非依賴(lài)途徑大量的逆境脅迫響應(yīng)基因都在TaMYB13擬南芥過(guò)量表達(dá)株系中高表達(dá)，這也很好地印證了該基因?qū)BA和高鹽弱敏感。
　　 通過(guò)以