小麥成熟胚脫分化過程中cdpks及其相關(guān)基因的差異表達(dá)分析.pdf

1、CDPKs是目前所知Ca2+信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中重要成員之一，參與調(diào)節(jié)了植物生長(zhǎng)發(fā)育的許多重要過程。為了研究CDPKs在小麥成熟胚脫分化過程中的作用，本研究以離體小麥（豫麥18）成熟胚為材料，2，4-D處理0、2、6、12、24和72h，提取RNA，利用Affymetrix基因芯片技術(shù)檢測(cè)各時(shí)點(diǎn)基因的表達(dá)信號(hào)，分析其中cdpks及其相關(guān)基因的差異表達(dá)，并選擇其中關(guān)鍵基因進(jìn)行real time-PCR驗(yàn)證，以期闡明cdpks在此過程中的可能作

2、用。 研究結(jié)果表明：在含有61127個(gè)探針組，代表了55085個(gè)基因的小麥基因組表達(dá)芯片上，發(fā)生有意義表達(dá)變化的基因共約有15000個(gè)，有15個(gè)CDPKs基因在小麥成熟胚脫分化過程中發(fā)生了意義變化，其中上調(diào)表達(dá)基因12個(gè)，上調(diào)2～7．5倍，下調(diào)表達(dá)基因2個(gè)，下調(diào)3～6．1倍，在不同時(shí)點(diǎn)有上調(diào)又有下調(diào)的1個(gè)，表明這些基因產(chǎn)物可能參與調(diào)控了脫分化的進(jìn)程。根據(jù)已知CDPKs生物功能和它們表達(dá)變化趨勢(shì)以及這些變化趨勢(shì)與脫分化過程中的吻合

3、程度分析，推測(cè)CPK2A、CPK2B，CPK6和Os12g0169800（BQ280973）參與了小麥成熟胚脫分化過程的啟動(dòng)和愈傷組織的形成。 為進(jìn)一步研究cdpks及其相關(guān)基因的表達(dá)與小麥成熟胚脫分化進(jìn)程的關(guān)系，我們從芯片檢測(cè)結(jié)果中共檢測(cè)到CDPK靶基因及上游基因45個(gè)，分析表明這些基因在各時(shí)點(diǎn)表達(dá)的趨勢(shì)與CDPKs基因的表達(dá)趨勢(shì)基本一致；通過對(duì)比cdpks（CA654806和BQ280973）與14-3-3蛋白基因（AF54

4、8740．1）和質(zhì)膜H+-ATPase基因（AY543630．1，又稱hal）在成熟胚脫分化過程中各時(shí)點(diǎn)的表達(dá)趨勢(shì)，本文初步確定了Ca2+轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中幾個(gè)重要成員作用的先后次序：14-3-3蛋白→CDPKs基因（CA654806和BQ280973）→質(zhì)膜H+-ATPase。 通過對(duì)BQ280973及其下游靶基因質(zhì)膜H+-ATPase基因hal進(jìn)行Real Time PCR檢測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)：一方面這2個(gè)基因在成熟胚脫分化過程中有著活躍

5、的表達(dá)變化，說明它們參與了小麥成熟胚的脫分化進(jìn)程；另一方面Real Time PCR檢測(cè)結(jié)果表明在脫分化的前期（6 h）它們的基因拷貝數(shù)達(dá)到最大值，暗示BQ280973和PM H+-ATPase參與生長(zhǎng)素（2，4-D）誘導(dǎo)的脫分化過程的啟動(dòng)。同時(shí)這與芯片檢測(cè)結(jié)果比較一致，表明該基因芯片結(jié)果可靠。 本研究利用高通量的小麥基因芯片，在基因轉(zhuǎn)錄水平分析了cdpks以及其上下游相關(guān)基因在小麥成熟胚脫分化過程中的表達(dá)變化，首次將CDPKs