小麥磷轉(zhuǎn)運蛋白基因TaPT2-1的分子特征和轉(zhuǎn)錄調(diào)控特性研究.pdf

1、以實驗室前期采用cDNA-AFLP技術(shù)鑒定的、在低磷脅迫處理小麥葉片中1個呈上調(diào)表達的基因轉(zhuǎn)錄本(TDF)片段為基礎(chǔ),對該基因的分子特征和轉(zhuǎn)錄調(diào)控特性進行了較系統(tǒng)研究。主要研究結(jié)果如下。
　　 1、BLAST比對結(jié)果表明,該TDF與源于蓖麻(Ricinus communis L.)葉綠體磷轉(zhuǎn)運蛋白基因(GenBank登錄號為XM002527885)和擬南芥磷轉(zhuǎn)運蛋白PHT2；1(GenBank登錄號為AF515591)具有較高的

2、同源性。在小麥全長cDNA數(shù)據(jù)庫中,獲得與該TDF在對應(yīng)區(qū)域序列一致的全長基因(克隆號為SET3 C22,GenBank登錄號為AK336079),鑒于有關(guān)該基因的分子特征尚未報道,本研究將其命名TaPT2-1。
　　 2、依據(jù)TaPT2-1的cDNA序列設(shè)計特異引物,擴增了該基因的編碼閱讀框(openreading frame,ORF)。分析表明,TaPT2-1的cDNA全長為2075bp,編碼568個氨基酸殘基。利用生物信息

3、學軟件進行TaPT2-1的保守跨膜域預(yù)測,發(fā)現(xiàn)該蛋白含有13個跨膜區(qū)域。
　　 3、系統(tǒng)進化分析發(fā)現(xiàn),TaPT2-1在核苷酸序列水平上與擬南芥(A.thaliana)、馬鈴薯(S.trberosum)、辣椒(C.frutescens)和茄子(S.melongena)中鑒定的磷轉(zhuǎn)運蛋白基因(PTs)高度同源。表明TaPT2-1與上述PTs在起源上可能具有相同的祖先。
　　 4、采用半定量RT-PCR技術(shù),研究了TaPT2-

4、1在不同供磷水平(正常供磷CK和20μM Pi低磷脅迫)下根系和葉片中的表達水平,結(jié)果表明,TaPT2-1的轉(zhuǎn)錄本在葉中受到低磷處理的明顯誘導(dǎo)；在根系中的表達呈組成型特征,不隨介質(zhì)中的磷素供應(yīng)狀況而發(fā)生明顯改變。表明TaPT2-1主要參與了葉片中的磷素的轉(zhuǎn)運過程。
　　 5、采用基因組行走技術(shù)(genome walking approach),在小麥的基因組中克隆了長度為1744 bp的TaPT2-1啟動子區(qū)序列。研究發(fā)現(xiàn),Ta

5、PT2-1啟動子中含有保守的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件TATA盒和CAAT盒,以及在應(yīng)答低磷逆境中發(fā)揮重要作用的PIBS和Pho-like調(diào)控元件。此外,該啟動子也含有參與組織優(yōu)勢表達、防御反應(yīng)應(yīng)答、生長素和茉莉酸應(yīng)答以及光照和糖碳代謝相關(guān)的重要調(diào)控元件。
　　 6、構(gòu)建了用TaPT2-1啟動子驅(qū)動報告基因β-葡萄糖苷酸酶基因(GUS)表達的煙草表達系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn),TaPT2-1啟動子驅(qū)動GUS在不同磷水平下的表達與半定量RT-PCR的檢測結(jié)