小麥CDPK基因分子特征、表達(dá)和TaCDPK1遺傳轉(zhuǎn)化.pdf

1、鈣依賴(lài)蛋白激酶（Calcium-Dependent Protein Kinase，CDPK）以多基因家族的形式存在，是介導(dǎo)非生物逆境信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要保守信號(hào)傳遞體。迄今，盡管在擬南芥和水稻中有關(guān)CDPK 成員的鑒定、分析具有較多報(bào)道，但在小麥中有關(guān)CDPK基因的克隆和功能的研究還報(bào)道較少。本項(xiàng)研究利用生物信息學(xué)技術(shù)和基因遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，對(duì)5個(gè)小麥CDPK基因（TaCDPK1～TaCDPK5）的分子特征、在不同供磷水平下的表達(dá)特性和異源表達(dá)T

2、aCDPK1的煙草耐低磷能力進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.在國(guó)際生物信息學(xué)網(wǎng)站NCBI，直接查找已遞交至GenBanK的小麥CDPK序列。
　　 查找后得到5個(gè)已知cDNA序列但少見(jiàn)分子特征和功能研究的小麥CDPK基因。本研究中，作者將該5個(gè)基因分別命名為T(mén)aCDPK1～TaCDPK5。TaCDPK1～TaCDPK5的cDNA的序列變化在1654 bp(TaCDPK1）至1960 bp(TaCDPK4）之間，

3、ORF 變化在1542 bp（TaCDPK5）至1677 bp(TaCDPK3）之間，翻譯的氨基酸數(shù)量變化在513(TaCDPK5）
　　 至558-aa(TaCDPK3）之間。TaCDPK1～TaCDPK5 含有植物種屬CDPK 特有的保守區(qū)域，包括均含有1個(gè)蛋白激酶結(jié)合區(qū)和4個(gè)EF 手型結(jié)構(gòu)鈣結(jié)合區(qū)。系統(tǒng)進(jìn)化分析表明，供試5個(gè)小麥CDPK基因可能具有不同的祖先。
　　 2.以磷高效小麥品種石新828 為材料，對(duì)5個(gè)供

4、試小麥CDPK基因TaCDPK1～TaCDPK5的表達(dá)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，TaCDPK1和TaCDPK5的表達(dá)受到低磷脅迫的誘導(dǎo)。TaCDPK2和TaCDPK4 在根系和葉片中的表達(dá)水平一致，且在正常供磷水平下（CK）與不同低磷處理時(shí)間下，轉(zhuǎn)錄本的數(shù)量沒(méi)有變化，表明上述2個(gè)基因的表達(dá)對(duì)外界磷濃度的變化不產(chǎn)生應(yīng)答。在正常生長(zhǎng)和低磷脅迫條件下，小麥植株根系和葉片中均未檢測(cè)到TaCDPK3的轉(zhuǎn)錄本。上述結(jié)果表明，TaCDPK1和TaCD

5、PK5 對(duì)低磷逆境產(chǎn)生了應(yīng)答，通過(guò)上調(diào)表達(dá)，可能參與了小麥植株對(duì)低磷逆境信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)、響應(yīng)或抵御過(guò)程。
　　 3.利用DNA 重組技術(shù)，構(gòu)建了融合TaCDPK1 編碼閱讀框（ORF）的雙元表達(dá)載體。并通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化，建立了異源表達(dá)TaCDPK1的煙草轉(zhuǎn)基因系。
　　 結(jié)果表明，異源表達(dá)TaCDPK1的煙草植株，在低磷脅迫條件下的植株吸收磷素的能力增強(qiáng)，表現(xiàn)為低磷脅迫后的植株磷素累積量、單株鮮重和單株干重較對(duì)照植株