小麥抗旱相關(guān)基因TaPK7的克隆、功能驗(yàn)證與單核苷酸多態(tài)性分析.pdf

1、干旱缺水是影響小麥(Triticum aestivum L．)產(chǎn)量的主要限制因子之一，挖掘、利用優(yōu)異抗旱基因資源是提高作物抗旱性的重要手段。蛋白質(zhì)磷酸化和脫磷酸化過(guò)程是植物在非生物逆境脅迫條件下體內(nèi)能量代謝和信號(hào)傳遞中的重要生化反應(yīng)，研究表明植物蔗糖非發(fā)酵相關(guān)蛋白激酶家族2(SNF1-related protein kinase 2，SnRK2)在響應(yīng)滲透脅迫應(yīng)答中具有重要作用，TaPK7基因是小麥SnRK2基因家族成員之一。

2、本研究以強(qiáng)抗旱小麥品種旱選10號(hào)為試驗(yàn)材料，分離小麥蛋白激酶基因TaPK7,分析其表達(dá)特性、亞細(xì)胞定位和單核苷酸多態(tài)性，并通過(guò)轉(zhuǎn)化模式植物擬南芥驗(yàn)證其功能。主要研究結(jié)果如下： 1、克隆了小麥TaPK7基因的全長(zhǎng)cDNA，其編碼357個(gè)氨基酸，分子量為42 kDa，等電點(diǎn)為5.47，同時(shí)存在絲氨酸/蘇氨酸激酶和酪氨酸激酶催化域。蛋白比對(duì)和聚類(lèi)分析結(jié)果表明，TaPK7與水稻SAPK7相似性高達(dá)91％。實(shí)時(shí)定量RT-PCR檢測(cè)結(jié)果表明

3、，TaPK7參與對(duì)高滲、高鹽、低溫脅迫和ABA處理的應(yīng)答反應(yīng)，但在不同脅迫或處理下的表達(dá)模式不同，TaPK7耐4種非生物脅迫的敏感性次序?yàn)椋焊啕}>高滲>低溫>ABA。亞細(xì)胞定位結(jié)果表明TaPK7在細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有分布。 2、利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法將TaPK7到擬南芥中，利用綠色子葉數(shù)、脯氨酸含量、電導(dǎo)率等指標(biāo)對(duì)第三代轉(zhuǎn)基因純系進(jìn)行功能驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因擬南芥較野生型的耐干旱、鹽、冷等脅迫的能力增強(qiáng)，證明TaP7基因能夠提

4、高植物的抗逆性。 3、小麥TaPK7基因組序列長(zhǎng)度約4.5 kb，包括9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子。在50份抗旱性不同的小麥材料中，檢測(cè)了總長(zhǎng)度為220448 bp的核酸序列，共發(fā)現(xiàn)73個(gè)變異，其中64個(gè)為SNP，9個(gè)為InDel，二者的頻率分別為1 SNP/3445 bp和1 InDel/24494 bp。編碼區(qū)的核苷酸多樣性．玎值小于非編碼區(qū)的，可能是由于編碼區(qū)承受的選擇壓力較大所致。同義突變(ka)與非同義突變(ks)比值是0.