小麥根系中4個水分脅迫誘導(dǎo)基因的克隆及功能分析.pdf

1、干旱是影響小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的的主要逆境因子,開展小麥抗旱分子機(jī)理研究及發(fā)掘抗旱相關(guān)基因?qū)π←溈购捣肿佑N具有重要意義。本文在分析干旱脅迫條件下小麥品種‘洛早2號’根系基因表達(dá)譜的基礎(chǔ)上,通過RT-PCR克隆了小麥根系中4個水分脅迫誘導(dǎo)基因,分析了它們在干旱、高鹽脅迫和ABA處理條件下的表達(dá)特性,構(gòu)建TaLE4A基因的正義和反義植物表達(dá)載體,并進(jìn)行了遺傳轉(zhuǎn)化。主要結(jié)果如下:
　　 利用RT-PCR方法克隆了4個小麥水分脅迫誘導(dǎo)基因:T

2、aDHR、TaLEA5、TaLEA4和TaRAB910。TaDHR基因克隆片段長度為985 bp,其中編碼區(qū)696bp,推測編碼蛋白由231個氨基酸組成,分子量為23.14kD,等電點理論值為9.42,其中包含有典型的脫水素保守域；TaLEA4基因的克隆片段為764bp,其中編碼區(qū)510 bp,5’-非翻譯區(qū)有94bp,3’.非翻譯區(qū)有160 bp,推測編碼蛋白由169個氨基酸組成,分子量為17.53kD,等電點理論值為6.05。TaL

3、EA5基因克隆片段長度為613bp,其中編碼區(qū)為492bp,5’-非翻譯區(qū)有47bp,3’-非翻譯區(qū)有74bp,在編碼區(qū)有一個100bp的內(nèi)含子,推測該基因編碼蛋白由163個氨基酸組成,分子量為16.93 kD,等電點理論值為7.15。TaRAB910基因克隆片段為950bp,其中編碼區(qū)為549bp,推測編碼蛋白由182個氨基酸組成,分子量為19.01kD,等電點理論值為9.97,與ABA誘導(dǎo)的膜蛋白基因TaU80037僅有兩個核苷酸位

4、點的差異,未發(fā)現(xiàn)內(nèi)含子。
　　 在干旱和高鹽(NaCl)脅迫及ABA處理條件下的表達(dá)特性分析顯示:在‘洛早2號’中,模擬干旱脅迫條件下,TaDHR基因在根系中隨著脅迫時間的推移表達(dá)有所增強,但在葉片中未檢測到其表達(dá),其它3個基因在根系和葉片中均受干旱脅迫的誘導(dǎo)而表達(dá)增強；在NaCl處理條件下,只有TaDHR基因和TaLEA4在根系中誘導(dǎo)表達(dá),但在其它基因在根系和葉片中均未檢測到表達(dá)。ABA處理下,4個基因在根系中均有誘導(dǎo)表達(dá)的特

5、性,但在葉片中均未檢測到表達(dá)。在‘中國春’小麥中,模擬干旱脅迫下,4個基因在根系和葉片中的誘導(dǎo)表達(dá)特性均不明顯,但TaDHR、TaLEA4和TaRAB910在脅迫后期也檢測到表達(dá):高鹽(NaCl)脅迫下,TaDHR基因在根系中表現(xiàn)出先誘導(dǎo)表達(dá)由強到弱的趨勢,而在葉片中出現(xiàn)了誘導(dǎo)表達(dá)的波動；TaRAB910基因在根系中也表現(xiàn)出誘導(dǎo)表達(dá)由強到弱的趨勢,但在葉片中卻隨著脅迫時間的推移誘導(dǎo)逐漸增強。TaLEA5和TaLEA4在葉片中未檢測到表達(dá)

6、,而在根系中有誘導(dǎo)表達(dá)的趨勢。ABA處理條件下,葉片中TaDHR基因只在12h和24h檢測到表達(dá),其它三個基因均檢測不到表達(dá)。在根系中,除TaRAB910基因外,其它3個基因都均表現(xiàn)出ABA誘導(dǎo)表達(dá)特性。
　　 分析了TaDHR,TaLEA5,TaLEA4、TaRABg10的組織特異表達(dá)及其種子形成過程中的的表達(dá),結(jié)果顯示:只有TaDHR在小麥莖稈中有痕量表達(dá),其它基因在花藥、胚珠、莖稈、旗葉、三葉期葉、三葉期根中均檢測不到表達(dá)