小麥wcs120基因的克隆、表達(dá)及與其耐逆性的分析.pdf

1、植物正常發(fā)育需要適合的外界環(huán)境條件，在最適的條件下植物可以正常生長、發(fā)育，達(dá)到最大生物量和最高的生長效率；在并不適合植物生長發(fā)育的外界環(huán)境條件即非生物脅迫下，會影響植物的生長和發(fā)育，嚴(yán)重時(shí)可造成作物大減產(chǎn)甚至絕收。利用現(xiàn)代遺傳學(xué)的方法深入研究作物響應(yīng)這些非生物脅迫的機(jī)理和其應(yīng)答基因，對作物進(jìn)行必要的遺傳改良，可以提高作物對逆境的抗性，更好地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。小麥?zhǔn)鞘澜缟现匾募Z食作物之一，本實(shí)驗(yàn)室利用不對稱體細(xì)胞雜交育種新技術(shù)，成功育成了國

2、際上首例高產(chǎn)、耐鹽、抗旱的小麥體細(xì)胞雜交新品種--山融3號。以該新品種為研究對象，探討其耐鹽、抗旱的分子機(jī)理，尋找新的抗性基因，對今后小麥的抗逆性育種，提高植物抗逆性具有極其重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)作用。
　　 李朔等利用抑制性差減雜交(suppressive subtractive hybridization，SSH)從山融3號中篩選到大量與鹽脅迫相關(guān)的EST，本研究從這些EST中得到一個(gè)同時(shí)響應(yīng)低溫脅迫的EST序列，并利用山融3

3、號小麥cDNA全長庫，獲得該EST的基因全長序列。經(jīng)過序列比對獲知其在Genbank中注釋為wcs120，是小麥在低溫春化過程中誘導(dǎo)表達(dá)并大量積累產(chǎn)物的主要基因之一。但我們分離的該基因序列有三個(gè)SNP位點(diǎn)，并發(fā)現(xiàn)其可變剪接現(xiàn)象。在鹽、滲透以及低溫脅迫下，山融3號、濟(jì)南177小麥的wcs120基因具有相似的表達(dá)模式，但山融三號對脅迫的響應(yīng)要更早、更強(qiáng)、更持久；為研究該蛋白的作用我們構(gòu)建了原核表達(dá)載體，在大腸桿菌BL21中表達(dá)獲得一個(gè)50

4、kDa蛋白，該蛋白在煮沸(lOO℃)后仍然保持可溶狀態(tài)，與報(bào)道的結(jié)果一致；表達(dá)該蛋白質(zhì)的大腸桿菌對多種逆境的抗性/耐受性大大提高，說明該基因的產(chǎn)物可能具有多種保護(hù)作用。為了驗(yàn)證其在真核生物中的功能，我們構(gòu)建了GFP融合蛋白瞬時(shí)表達(dá)載體和過表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化后的擬南芥菜原生質(zhì)體，GFP熒光信號廣泛存在于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。轉(zhuǎn)基因擬南芥菜和煙草后代純系，對鹽、旱、低溫等多種脅迫的耐受性明顯提高，證實(shí)了其產(chǎn)物確實(shí)對植物在逆境下有保護(hù)作用。本工作為探