普通小麥TaZnF、TaSrg6和TaNAC基因的克隆、分離與功能鑒定.pdf

1、本文采用電子克隆結(jié)合RT-PCR方法，克隆了普通小麥的5個受環(huán)境脅迫因子誘導(dǎo)的基因，分別命名為TaZnF、TaSrg6、TaNAC03、TaNAC06以及TaNACll；序列分析表明，TaZnF基因編碼由165個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，并在N端和C端分別包含兩個保守的鋅指蛋白結(jié)構(gòu)域(A20鋅指和AN-1鋅指)；TaSvg6基因編碼由366個氨基酸組成的包含螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)；TaNAC03、TaNAC06以及TaNACll，基因分別

2、編碼由858個、897個和984個氨基酸組成的N端包含NAC轉(zhuǎn)錄因子家族所共有的NAC(NAM，ATAF和CUC2)結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)。在洋蔥表皮細胞內(nèi)瞬時表達實驗證明，TaZnF、TaSrg6、TaNAC03、TaNAC06以及TraNACll與GFP的融合蛋白聚集在細胞核內(nèi)，證明了上述5個基因編碼的蛋白是核蛋白。另外，我們克隆了TaZnF基因的啟動子區(qū)域，并分析了該區(qū)域的順式作用成分，發(fā)現(xiàn)在TaZnF基因的啟動子區(qū)包含著許多與生物和非生

3、物脅迫有關(guān)的順式作用成分。此外，通過電子克隆的方法，我們共得到了27個編碼保守NAC結(jié)構(gòu)域的具有完整ORF的小麥NAC基因，編號分別為TaNAC01～TaNAC27。 上述的5個基因在小麥的根和葉中組成型表達，采用熒光實時定量PCR的方法，分別研究了這五個基因在PEG、高鹽和低溫脅迫條件下的誘導(dǎo)表達模式，以及它們對植物激素ABA的響應(yīng)情況。結(jié)果表明，上述的五個基因在轉(zhuǎn)錄水平的表達受PEG、高鹽和低溫及ABA處理的誘導(dǎo)，這也暗示了

4、它們可能會在逆境脅迫反應(yīng)中起發(fā)揮相應(yīng)地作用。 為了研究所克隆基因的生物學(xué)功能，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法分別獲得了上述5個基因的超量表達轉(zhuǎn)基因擬南芥株系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：有超過半數(shù)的TaNAC03超表達轉(zhuǎn)基因株系的葉片在發(fā)育的初期發(fā)生了明顯的形態(tài)學(xué)上的改變，但是在生長后期可以逐漸恢復(fù)正常；而TaNAC06超表達轉(zhuǎn)基因株系在葉片和株高的形態(tài)學(xué)上的改變則是不可恢復(fù)的；同時TaNACll超表達轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片、莖和根的數(shù)目增多；這些結(jié)果說明了TaNA

5、C03、TaNAC06以及TaNACll基因?qū)χ参锏纳L發(fā)育發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。超表達TaZnF和TaSrg6基因的轉(zhuǎn)基因株系在外部形態(tài)上并沒有發(fā)生變化，但是超表達TaZnF’的轉(zhuǎn)基因植株提高了對干旱、低溫及高鹽脅迫的能力，并使轉(zhuǎn)基因植株中rd29A的基因上調(diào)表達；超表達TaSrg6的轉(zhuǎn)基因植株提高了抗干旱的能力，同時使轉(zhuǎn)基因植株中erdl基因上調(diào)表達；這些結(jié)果暗示了TaZnF和TaSrg6基因在參與逆境脅迫時可能具有的調(diào)控機制。另外