小麥逆境脅迫響應基因TaMYB13的功能研究.pdf

1、小麥是人類最重要的糧食作物之一，無論種植面積和產(chǎn)量均居種植作物的前列，同時也是我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚哪芰縼碓?。但是，小麥對外界環(huán)境極度敏感，極易受到一些非生物因素的脅迫，比如鹽漬、干旱、極端溫度、光輻射、機械損傷、電磁傷害、風害等。因此，培育抗逆的小麥新品種對提高小麥的產(chǎn)量具有重要的意義。
　　 轉錄因子可以專一性的與特定DNA序列結合，從而激活或抑制靶基因的轉錄，在信號轉導過程中起著重要的樞紐作用。植物轉錄因子包括多個家族，

2、其中MYB轉錄因子家族是植物中最大的轉錄因子家族之一，它們通常含有SANT結構域，在轉錄調節(jié)中起著多方面的重要作用。在前期的工作中，小麥親本濟南177和體細胞雜種SR3鹽脅迫下根部SSHcDNA文庫表達譜芯片結果顯示，TaMYB13在鹽脅迫下表達量下調。本論文在前期的基礎上進一步明確該基因是否的確參與逆境脅迫響應，并進而對其參與植物耐逆的分子機制進行初步研究。該研究將獲得更多的小麥MYB基因家族耐逆性的科學依據(jù)，為培育耐逆的小麥新品種奠

3、定理論基礎。
　　 通過NCBI數(shù)據(jù)庫EST序列拼接我們獲得了TaMYB13基因的全長。該基因沒有內(nèi)含子，其cDNA是由556bp的5'UTR，543bp的ORF以及265bp的3'UTR構成的。通過氨基酸序列數(shù)據(jù)庫檢索，確定該基因含有一個MYB轉錄因子家族保守的SANT結構域。
　　 為明確TaMYB13的表達是否受逆境脅迫的調控，以山融3號和濟南177小麥的根和葉為實驗材料，提取RNA，反轉錄后進行Realtime-

4、PCR分析。結果顯示，TaMYB13在根中的表達量較高，但在干旱(18％PEG)、高鹽（200mMNaCl）和ABA（100μM）的脅迫下表達下調。這表明高鹽、干旱均負調控TaMYB13基因的表達，而且該基因參與了小麥根中ABA依賴性的信號途徑。
　　 為了深入了解TaMYBI3基因的生理功能及其在非生物脅迫中的作用，將該基因轉入擬南芥中過量表達，篩選到轉基因陽性植株后進行生理功能分析。結果表明，在ABA和NaCl條件下的萌發(fā)實

5、驗和ABA誘導的氣孔開閉實驗中，與對照系相比，TaMYB13擬南芥過表達株系對ABA和高鹽都表現(xiàn)出弱敏感的性狀，從而說明TaMYB13對ABA弱敏感。
　　 為明確TaMYB13參與植物逆境脅迫響應相關信號轉導途徑，選取在逆境脅迫中具有代表性的Marker基因，以TaMYB13擬南芥過表達株系和對照系為材料，進行Realtime-PCR分析。在TaMYB13擬南芥過表達株系中，ABI1和ABI2表達量上調，已知這兩個基因在ABA

6、信號轉導途徑中起負反饋調控，表明該基因可能負調控ABA信號轉導途徑。RD29A、CBF3和DREB2A表達量上調，表明TaMYB13基因通過上調RD29A，CBF3和DREB2A基因表達參與ABA非依賴性滲透脅迫途徑而起正調控作用，提高TaMYB13過表達株系種子萌發(fā)的耐鹽性。ABA依賴和ABA非依賴途徑大量的逆境脅迫響應基因都在TaMYB13擬南芥過量表達株系中高表達，這也很好地印證了該基因對ABA和高鹽弱敏感。
　　 通過以