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文檔簡(jiǎn)介
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
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