小麥生長(zhǎng)素響應(yīng)基因TaSAUR78和TaSAUR75在非生物逆境中的功能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、非生物逆境脅迫,如高鹽、干旱和低溫等,會(huì)嚴(yán)重影響植物生長(zhǎng)發(fā)育,造成作物減產(chǎn)。小麥?zhǔn)侨澜绶N植面積最大的糧食作物,是重要的戰(zhàn)略資源。然而,小麥對(duì)高鹽、干旱等非生物逆境敏感。因此,全面了解小麥的抗逆分子機(jī)制,針對(duì)關(guān)鍵基因加以利用,對(duì)小麥的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)至關(guān)重要。SA UR(small auxin up-regulated RNAs)基因是具有龐大家族的生長(zhǎng)素早期響應(yīng)基因,具有分子量小、易受外界刺激調(diào)控等特點(diǎn),廣泛分布于陸生植物中。在前人的研究中

2、發(fā)現(xiàn),SA UR基因從多個(gè)方面影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育,也有研究表明SA UR基因參與植物對(duì)非生物逆境脅迫的響應(yīng)。但是SA UR基因與植物非生物逆境的相關(guān)研究還相對(duì)較少。本研究針對(duì)生長(zhǎng)素響應(yīng)基因TaSA UR78及其互作基因TaVDAC1和TaSA UR75在鹽、旱和低溫脅迫下的生物學(xué)功能展開(kāi)研究,旨在為植物抗逆基因工程提供候選基因,為作物抗逆育種提供重要信息。主要研究結(jié)果如下:
  1.小麥TaSA UR全基因組預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)小麥基因組中存

3、在274個(gè)TaSAUR基因。
  2.我們克隆了一個(gè)鹽脅迫響應(yīng)的新的小麥SA UR基因TaSA UR78。通過(guò)篩選和驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)TaSAUR78和TaVDAC1存在互作。熒光定量PCR分析表明鹽脅迫抑制TaSAUR78的表達(dá),誘導(dǎo)TaVDAC1的表達(dá)。亞細(xì)胞定位分析發(fā)現(xiàn)TaSAUR78和TaVDAC1都可能在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中參與植物生命活動(dòng)。在擬南芥中過(guò)表達(dá)TaSA UR78能夠提高轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)鹽、旱和低溫脅迫的耐受能力。在鹽、旱和

4、低溫脅迫下,過(guò)表達(dá)TaSA UR78能夠上調(diào)轉(zhuǎn)基因擬南芥株系中抗逆相關(guān)基因的表達(dá)量,且細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化氫的積累低于野生型。在擬南芥中過(guò)表達(dá)TaVDAC1能夠提高轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)鹽脅迫的耐受能辦,但對(duì)旱和低溫脅迫敏感。在鹽、旱和低溫脅迫下,TaVDAC1過(guò)表達(dá)系中抗逆相關(guān)基因的表達(dá)情況與過(guò)表達(dá)TaSA UR78后的情況不同,且TaVDAC1的過(guò)表達(dá)能增加轉(zhuǎn)基因株系過(guò)氧化氫的積累。這些結(jié)果表明TaSA UR78可能通過(guò)調(diào)控TaVDAC1提高植物對(duì)

5、逆境的耐受能力。
  3.我們同時(shí)克隆了另一個(gè)新的小麥SA UR基因TaSAUR75,qRT-PCR分析表明,鹽脅迫抑制Ta SA UR75的表達(dá)。亞細(xì)胞定位分析表明TaSAUR75在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中參與植物生命活動(dòng)。在擬南芥中,過(guò)表達(dá)TaSA UR75能夠提高轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)鹽、旱脅迫的耐受能力。在鹽、旱脅迫下,過(guò)表達(dá)TaSAUR75能夠上調(diào)抗逆相關(guān)基因的表達(dá)量。TaSA UR75的過(guò)表達(dá)能降低植物體內(nèi)過(guò)氧化氫的積累,并能減少鹽脅

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