TaHSP70家族發(fā)掘及部分成員參與小麥與葉銹菌互作的功能分析.pdf

1、熱激蛋白70(heat shock protein70，HSP70)是逆境脅迫下誘導(dǎo)合成的一類功能型蛋白。HSP70遭受逆境脅迫時(shí)迅速合成，可穩(wěn)定蛋白質(zhì)和生物大分子結(jié)構(gòu)，來提高植株抗逆性。研究表明，植物HSP70在響應(yīng)逆境脅迫過程中起著重要作用。HSP70多以家族形式存在，在擬南芥、玉米、高粱、谷子、大豆等作物中均有相關(guān)的功能報(bào)道。然而，小麥中關(guān)于HSP70的研究較少。本試驗(yàn)旨在挖掘小麥HSP70基因家族成員，并對參與葉銹菌侵染小麥過程

2、的HSP70成員進(jìn)行功能分析。
　　首先，利用生物信息學(xué)方法獲得25個(gè)小麥HSP70基因成員，通過與水稻HSP70蛋白家族成員構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，結(jié)果顯示其中有23個(gè)屬于HSP70亞家族，2個(gè)屬于HSP110亞家族。亞細(xì)胞定位預(yù)測結(jié)果顯示HSP70亞家族的23個(gè)成員中11個(gè)基因定位于細(xì)胞質(zhì)，2個(gè)定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，3個(gè)定位在葉綠體，7個(gè)在線粒體。
　　接著，選取TacHSP70-1，TacHSP70-2，TacHSP70-5進(jìn)行表達(dá)分

3、析研究，42℃熱激0.5h后三者均表達(dá)量明顯上調(diào)，表明小麥HSP70基因能夠被高溫誘導(dǎo)，符合熱激蛋白受高溫誘導(dǎo)的基本特性。當(dāng)小麥分別接種親和葉銹菌（生理小種165）和不親和葉銹菌（生理小種260）后，TacHSP70-1，TacHSP70-2，TacHSP70-5三個(gè)目的基因表達(dá)量均有明顯增加，且不親和組合中基因表達(dá)高于親和組合，表明三者均參與了小麥響應(yīng)葉銹菌侵染的病理過程。進(jìn)一步亞細(xì)胞定位結(jié)果顯示三個(gè)基因均定位在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中，與生

4、物信息學(xué)預(yù)測的結(jié)果相一致，同時(shí)揭示了HSP70在細(xì)胞中發(fā)揮功能的具體部位。
　　利用VIGS技術(shù)分別沉默TacHSP70-1、TacHSP70-2、TacHSP70-5，發(fā)現(xiàn)當(dāng)將目的基因沉默后，在葉片接種葉銹菌后HMC數(shù)量增加并且HR面積也有所增加，表明小麥的抵抗能力降低。試驗(yàn)結(jié)果說明TaHSP70在小麥葉銹菌的防衛(wèi)反應(yīng)中起到正調(diào)控的作用。同時(shí)構(gòu)建了RNAi和超表達(dá)載體，利用農(nóng)桿菌侵染小麥幼穗，PCR檢測轉(zhuǎn)基因小麥，獲得RNAi陽