小麥種質(zhì)資源耐鹽性鑒定及鹽誘導(dǎo)表達熱激蛋白基因功能分析.pdf

1、土壤鹽漬化是影響植物正常生長和作物產(chǎn)量的重要因素。我國鹽堿土地面積很多，且由于干旱條件下灌溉帶來的次生鹽害，土地資源的鹽漬化呈現(xiàn)日趨加重的趨勢。鑒定耐鹽小麥種質(zhì)，克隆耐鹽相關(guān)基因并鑒定其功能具有重要意義。
　　本研究對從美國引進的400余份小麥種質(zhì)進行了芽期的耐鹽性鑒定，篩選出一些芽期耐鹽性較好的耐鹽小麥種質(zhì);同時克隆了一個NaCl誘導(dǎo)表達的小麥熱激蛋白基因，在生物信息學(xué)分析的基礎(chǔ)上，通過基因的表達分析和轉(zhuǎn)基因擬南芥分析鑒定了該基

2、因的功能。主要研究結(jié)果如下:
　　1.小麥芽期的耐鹽性鑒定
　　對從美國引進的400余份小麥種質(zhì)進行芽期耐鹽性鑒定，從中篩選出了鹽害指數(shù)在20％以下的高耐鹽小麥品種及鹽害指數(shù)在40％以下的耐鹽品種共有35份;同時也統(tǒng)計了小麥在芽期的發(fā)芽數(shù)。發(fā)現(xiàn)其在2％NaCl處理下的發(fā)芽數(shù)即發(fā)芽率越高的那它的鹽害指數(shù)就會越低，兩者的關(guān)系成負(fù)相關(guān)。
　　2.熱激蛋白基因的生物信息學(xué)分析
　　生物信息學(xué)分析表明該基因含有一個保守的熱

3、激蛋白功能結(jié)構(gòu)域，利用NCBI的網(wǎng)站確定出了ORF開放閱讀框其全長為477bp，編碼158個氨基酸，無跨膜結(jié)構(gòu)域，通過ExPAsy提供的Prot Paramtool工具分析了該氨基酸是屬于偏酸性氨基酸，在280nm處有最佳吸收峰，具有疏水性質(zhì)，等電點為5.8等特征，并進一步對蛋白質(zhì)進行了二級和三級結(jié)構(gòu)的分析，通過數(shù)據(jù)顯示得到該蛋白主要由α螺旋(10.8％)，無規(guī)則卷曲(25.9％)，和β折疊(55.1％)構(gòu)成。其中主要為β折疊。結(jié)果表明

4、符合熱激蛋白基因的結(jié)構(gòu)特征。
　　3.目的基因的表達分析
　　基因芯片雜交的數(shù)據(jù)顯示在NaCl條件處理下熱激蛋白是上調(diào)表達的，且在鹽敏小麥濟南177和耐鹽小麥山融3號之間表現(xiàn)出了差異性的表達，并利用RT-PCR的方法，分析表明在0h即未處理的情況下，SR3小麥的根中就存在耐鹽基因的表達，而濟南177小麥根中沒有表達;在200mmol/L NaCl條件處理下山融3號小麥和濟南177葉中該基因在0.5h都上調(diào)表達，而且山融3號小

5、麥比濟南177葉中的表達量高。
　　4.熱激蛋白基因的功能鑒定
　　通過篩選培養(yǎng)基得到轉(zhuǎn)基因單拷貝擬南芥植株，之后對其進行抗NaCl能力鑒定。結(jié)果證明轉(zhuǎn)基因植株在50mmol/L和100mmol/LNaCl MS培養(yǎng)基中比野生植株有較長的根長;生理指標(biāo)測定表明，轉(zhuǎn)基因株比野生型積累了更高含量的脯氨酸，再次證實在擬南芥中表達的小麥熱激蛋白基因能增強植株的抗旱能力。在POD酶活性測定方面，轉(zhuǎn)基因植株的POD酶活性普遍比野生型的高