小麥CDPK基因分子特征、表達和TaCDPK1遺傳轉化.pdf

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

2、aCDPK1的煙草耐低磷能力進行了研究。主要研究結果如下：
　　 1.在國際生物信息學網站NCBI，直接查找已遞交至GenBanK的小麥CDPK序列。
　　 查找后得到5個已知cDNA序列但少見分子特征和功能研究的小麥CDPK基因。本研究中，作者將該5個基因分別命名為TaCDPK1～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個蛋白激酶結合區(qū)和4個EF 手型結構鈣結合區(qū)。系統(tǒng)進化分析表明，供試5個小麥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5個供

4、試小麥CDPK基因TaCDPK1～TaCDPK5的表達特性進行了研究。結果表明，TaCDPK1和TaCDPK5的表達受到低磷脅迫的誘導。TaCDPK2和TaCDPK4 在根系和葉片中的表達水平一致，且在正常供磷水平下（CK）與不同低磷處理時間下，轉錄本的數量沒有變化，表明上述2個基因的表達對外界磷濃度的變化不產生應答。在正常生長和低磷脅迫條件下，小麥植株根系和葉片中均未檢測到TaCDPK3的轉錄本。上述結果表明，TaCDPK1和TaCD

5、PK5 對低磷逆境產生了應答，通過上調表達，可能參與了小麥植株對低磷逆境信號的轉導、響應或抵御過程。
　　 3.利用DNA 重組技術，構建了融合TaCDPK1 編碼閱讀框（ORF）的雙元表達載體。并通過農桿菌介導的遺傳轉化，建立了異源表達TaCDPK1的煙草轉基因系。
　　 結果表明，異源表達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，表現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照植株