小麥小分子RNA TaMIR1118-CaM2-2模塊和MADS型轉錄因子基因特征和耐逆響應.pdf

1、營養(yǎng)脅迫是限制作物植株生長發(fā)育和產量形成的重要因素，揭示植物應答和抵御養(yǎng)分脅迫的分子機制對于改善作物耐逆遺傳改良和生產實踐具有重要意義。本研究在實驗室前期工作基礎上，對小麥miRNA家族成員TaMIR1118/CaM2-2模塊抵御低氮能力和MADS轉錄因子成員應答低磷特征進行了研究。主要研究如下:
　　1.低氮脅迫下，TaMIR1118及其煙草同源基因NtMIR1118在植株中表達上調，其靶基因鈣調素基因CaM2-2的轉錄本數(shù)量降

2、低。表明miR1118是單、雙子葉植物中的保守miRNA家族成員，在轉錄后水平上對CaM2-2進行調控。與野生型植株相比，超表達TaMIR1118及下調表達CaM2-2煙草株系抵御低氮脅迫能力增強，表現(xiàn)為低氮脅迫下植株表型、生物量、氮含量、和抗氧化酶活性得到明顯改善。
　　2.表達分析表明，與野生型植株相比，超表達TaMIR1118及下調表達TaCaM2-2煙草株系介導植株硝酸鹽吸收的硝酸轉運蛋白（NRT）基因NtNRT1.1、N

3、tNRT1.2.2以及抗氧化酶基因MnSOD2、NtCAT1;1、NtPOD1;3和NtPOD1.4、在上述轉基因系植株的表達明顯上調，表明上述基因在改善植株氮素吸收和活性氧清除功能中發(fā)揮重要作用。此外，上述轉基因株系植株的亞硝酸酶基因NTNIR3、硝酸酶基因NTNR3及鈣通道蛋白基因CCP6的表達也明顯上調，表明miR1118/CaM2-2模塊通過調控氮素吸收、氮素同化及活性氧內穩(wěn)態(tài)相關基因的轉錄發(fā)揮重要調控效應。
　　3.對小

4、麥種屬54個小麥MADS基因的分子分析表征和表達模式進行的研究表明，供試基因的cDNA全長變化為683 bp至1297 bp之間，編碼氨基酸數(shù)目170至274個，編碼蛋白的分子量19.21～31.33kDa，等電點5.74～9.63。聚類分析表明供試小麥MADS基因歸屬為11個亞家族。表達分析表明，豐磷條件下，供試基因的表達分屬為高、中、低和極端低4個組別。其中，5個基因呈低磷脅迫下表達水平顯著上調(TaMADS51、TaMADS4、T

5、aMADS5、TaMADS6和TaMADS18)，4個呈低磷脅迫下表達水平顯著下調（TaMADAGL17、TaMADAGL2、TaMADWM31C和TaMADS;14）。表明上述磷素響應基因通過轉錄水平的改變，在介導植株應答和抵御低磷逆境中可能發(fā)揮著重要作用。
　　4.采用農桿菌介導的遺傳轉化法建立了上調表達TaMADS51的轉基因株系。不同供磷處理試驗表明，與野生型植株相比，上調表達TaMADS51轉基因煙草植植株抵御低磷逆境的