小麥體細(xì)胞雜交漸滲引起的遺傳變異及小麥發(fā)育相關(guān)基因TaHTD的功能研究.pdf

1、小麥?zhǔn)鞘澜缟现匾募Z食作物之一，因此小麥育種改良對于糧食的增產(chǎn)是十分重要的。本實(shí)驗(yàn)室利用不對稱體細(xì)胞雜交技術(shù)，已經(jīng)獲得了多種具有不同表型的小麥漸滲系后代。本實(shí)驗(yàn)對多種雜交漸滲系中部分同源基因的表達(dá)變異，DNA甲基化修飾的變異以及逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的改變等情況進(jìn)行了深入分析。利用SSCP技術(shù)比較分析了濟(jì)南177和各漸滲系中部分基因的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)在檢測的80對引物中，有11對引物在漸滲系和親本小麥中存在基因表達(dá)差異。通過MSAP分析所檢測的21

2、0個(gè)親本JN177特異CCGG位點(diǎn)中，與JN177相比，在6個(gè)體細(xì)胞雜種漸滲系中出現(xiàn)高甲基化變異的位點(diǎn)所占比例為10.5％，而出現(xiàn)去甲基化變異的位點(diǎn)所占比例為13.1％;我們通過重亞硫酸鹽測序技術(shù)對MSAP檢測到的4個(gè)變異位點(diǎn)所在的DNA片段進(jìn)行了胞嘧啶甲基化修飾狀態(tài)的具體分析。REMAP/IRAP分析發(fā)現(xiàn)在被檢測的219個(gè)位點(diǎn)中，與親本濟(jì)南177相比，6個(gè)體細(xì)胞雜種漸滲系中3.2％的逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子相關(guān)序列發(fā)生消減，同時(shí)有3.3％新條帶的

3、出現(xiàn)。利用MSTD技術(shù)比較分析了親本濟(jì)南177及各雜種漸滲系中Veju和BARE-1兩種高拷貝逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子側(cè)翼序列的DNA甲基化修飾狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)與親本濟(jì)南177相比，在雜種漸滲系中兩種逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的35％-40％側(cè)翼序列上出現(xiàn)DNA甲基化變異。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果為進(jìn)一步研究漸滲系的不同表型及性狀與非對稱雜交引起的遺傳與表觀遺傳變異之間的關(guān)系奠定了理論基礎(chǔ)。
　　利用實(shí)驗(yàn)室已有的濟(jì)南177和山融3號鹽脅迫轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，克隆了一個(gè)差異表達(dá)基因T

4、aHTD，并對其進(jìn)行了基因功能的初步研究。該基因編碼區(qū)全長為678堿基，編碼一個(gè)含225個(gè)氨基酸的鋅指類轉(zhuǎn)錄因子。體外轉(zhuǎn)錄激活活性分析表明該基因編碼的蛋白具有轉(zhuǎn)錄激活活性，亞細(xì)胞定位結(jié)果表明該蛋白在細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中普遍存在。為了研究TaHTD基因在植物體內(nèi)所發(fā)揮的功能，我們將其在擬南芥中進(jìn)行了異源過量表達(dá)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因擬南芥植株的株高明顯低于野生型且分枝數(shù)明顯多于野生型，表明TaHTD基因可以顯著影響轉(zhuǎn)基因擬南芥的生長發(fā)育。通過qRT-P

5、CR檢測了轉(zhuǎn)基因擬南芥與野生型擬南芥中與分枝相關(guān)Marker基因表達(dá)量情況，發(fā)現(xiàn)與野生型Col-0相比，過表達(dá)株系中與獨(dú)腳金內(nèi)酯相關(guān)的AtMAX3、AtMAX4、AtBES1均表達(dá)上調(diào)，而AtMAX1、AtBRC1、AtD27均表達(dá)下調(diào)。因此推測，TaHTD轉(zhuǎn)基因擬南芥分枝數(shù)的明顯增多可能是通過影響?yīng)毮_金內(nèi)酯信號通路來實(shí)現(xiàn)的。另外，通過NaCl、PEG脅迫條件下小麥中TaHTD基因的表達(dá)模式分析結(jié)果，可推測TaHTD可能參與到NaCl和