小麥基因TaGPβ及C2H2型鋅指蛋白基因TαZFP1-5耐低氮低磷能力功能評價.pdf

1、非生物逆境低氮、低磷是影響作物生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質的重要因子，揭示植株應答和抵御養(yǎng)分逆境信號機制、對于作物應答逆境機理及提高作物抗逆能力具有重要指導意義。本研究以所在試驗室前期工作基礎上，對小麥G-protein beta亞基基因（以后簡稱為TaGP;β）及鋅指蛋白基因TaZFP1-5抵御氮磷脅迫的功能進行了評價。主要研究結果如下:
　　1、在富集低氮、低磷脅迫逆境的小麥根系cDNA文庫中，獲得了對低氮和低磷逆境均明顯應答的TaG

2、P和TaZFP1-5表達序列標簽(EST)，通過在NCBI進行同源查找獲得上述基因的cDNA全長序列。TaGP;β和TaZFP1-5分別為1064和1612bp，編碼氨基酸數(shù)目為335和383個，編碼蛋白分子量分別為36.28和44.09kD，蛋白等電點為6.32和7.54。系統(tǒng)進化分析表明，TaGP;β與大麥未知蛋白、二穗短柄草和油棕鳥苷酸結合蛋白β亞基高度同源。
　　2、采用DNA重組技術，構建了正義表達TaGP;β和反義表達

3、TaZFP1-5的煙草轉基因系。以上述基因遺傳轉化T3代為供試材料，以野生型(WT)為對照，通過固體培養(yǎng)基、水培法和土培法三種培養(yǎng)方式研究了遺傳轉化TaGP;β和TaZFP1-5介導植株抵御逆境脅迫的能力。
　　3、低氮、低磷脅迫下，與野生型相比，正義表達TaGP;β轉基因株系植株地上、地下部分長勢得到明顯改善，葉綠素含量、葉面積大小、根系體積、干鮮重上顯著增加，植株體內(nèi)的抗氧化酶活性增強;反義表達TaZFP1-5轉基因系在低氮、

4、低磷逆境處理與WT相比均表現(xiàn)負反饋效應，表現(xiàn)為逆境處理下的植株長勢減弱，衰老時期提前、植株表型變小，葉綠素含量及干鮮重上顯著降低，細胞內(nèi)抗氧化酶活性下降。表明，TaGP;β和TaZFP1-5具有調控植株抵御逆境的功能。
　　4、以逆境處理后的WT和TaGP;β、TaZFP1-5轉化株系為材料，對植株活性氧清除系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)態(tài)和氮、磷吸收同化相關的細胞保護酶、磷酸鹽轉運蛋白、硝酸鹽轉運蛋白、硝酸還原酶、亞硝酸還原酶和谷氨酰胺合成酶編碼基因

5、的表達特征進行了研究。結果表明，部分供試基因在TaGP;β和TaZFP1-5轉化株系內(nèi)的表達發(fā)生改變，其中在上調TaGP;β轉基因系中多表現(xiàn)上調、在下調TaZFP1-5轉基因系中多表現(xiàn)下調。表明TaGP;β、TaZFP1-5在轉錄水平上對特定逆境和養(yǎng)分防御基因進行調控，在介導植株抵御各種逆境中發(fā)揮著重要作用。
　　綜上所述，TaGP;β和TaZFP1-5具有顯著調控植株抵御低氮低磷功能，上述基因在今后小麥氮磷高效遺傳改良和生產(chǎn)實踐