小麦TaTHOC1基因的克

发布时间：2020-05-17 09:51

【摘要】：小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)因其生理小种多、变异性强等特点,导致其在全世界范围内广泛流行和传播,严重威胁小麦的产量和品质。对小麦抗病相关基因的克隆和功能分析,可为小麦抗病机理研究和遗传育种实践奠定基础。植物THO家族是植物THO/TREX复合蛋白中一类重要的蛋白,在拟南芥已有的研究表明其广泛参与调控植物的生长发育和逆境胁迫。本研究依据抗条锈病小麦载带抗条锈基因Yr41的精细定位图谱,选择与该基因紧密连锁的(0.06 cM)注释为THO家族成员的EST分子标记BE604911为基础,以抗条锈病小麦品种川农19(CN19)和感病小麦品种绵阳11(My11)为研究材料,克隆了小麦THO家族中TaTHOC1基因,分析了该基因的表达模式,对其功能进行了初步解析。主要研究结果如下:1、通过小麦基因组数据库比对得到BE604911标记的参考序列,采用同源克隆的方法从小麦中克隆了TaTHOC1基因。该基因开放阅读框包含1917 bp,编码638个氨基酸,含有一个efThoc1保守结构域,与节节麦和短柄草的THOC1基因序列有极高的同源性(93%)。2、分析了小麦TaTHOC1基因的组织特异性和在非生物胁迫下的表达模式,结果表明:TaTHOC1基因在籽粒和叶中的相对表达量较高,极显著高于其他组织(P0.01),分别是籽粒叶花颖茎根。冷胁迫、盐胁迫处理后TaTHOC1基因与对照相比均下调表达;渗透胁迫(PEG6000)处理后,该基因表达先上调后又持续下调表达。3、研究了TaTHOC1基因在小麦条锈菌生理小种CYR32和CYR34(V26)侵染后的表达特征,结果表明:不同生理小种侵染抗/感小麦TaTHOC1的表达模式存在品种和小种间差异。在CYR32/My11亲和互作中,TaTHOC1基因的相对表达量总体呈逐渐上调的趋势;而在CYR32/CN19非亲和互作中,TaTHOC1基因的相对表达量总体呈下降趋势。相应地,在V26/My11亲和互作中,TaTHOC1基因的相对表达量在12 h上调之后基本处于下调趋势;而在V26/CN19非亲和互作中,TaTHOC1基因的相对表达量一直呈上调表达趋势。在小麦植株和细胞水平进行模拟真菌病原相关分子几丁质触发的免疫反应,结果显示TaTHOC1基因的表达量急剧下调,表现出了与免疫基因TaCMPG1、TaPDR2和TaPR1不同的表达模式,表明TaTHOC1基因可能参与了植株抗病性反应。4、研究了外源激素(SA/ET/ABA/MeJA/GA)处理抗/感小麦后TaTHOC1基因的表达特征,结果表明:不同激素处理后,TaTHOC1的应答反应不同,其表达特征存在品种间差异。在抗病小麦CN19中,激素ET和ABA均能快速诱导该基因上调表达,而激素SA和MeJA处理后该基因则快速下调表达,之后上调表达;而在感病小麦My11中,TaTHOC1基因应答激素表达模式则与抗病小麦相反。5、探讨了TaTHOC1基因参与GA介导的小麦籽粒发育过程中所起的作用,结果表明:GA处理小麦开花12 d的籽粒,抗/感小麦TaTHOC1基因均对GA有应答反应,且与GA响应基因TaGASA4的表达趋势一致;但在小麦籽粒发育进程中的表达模式与TaGASA4不同,随着籽粒的成熟,TaTHOC1基因的表达量逐渐下降,但不显著;而TaGASA4基因的表达量显著上调,之后逐渐下降,推测TaTHOC1基因可能不参与GA介导的籽粒发育过程。6、采用瞬时转染原生质体的方法对P_(TaTHOC1)进行亚细胞定位,将其定位于细胞核内;同时构建了该基因的超表达载体,为后续转基因验证该基因功能奠定了基础。
【图文】：

序列,拟南芥,生物信息学,互作

南芥中 THO/TREX 复合体与其他蛋白的功能互作 Simplified scheme depicting the composition of the ATHO/TREX complex and its interaction with TREX-意义染色体的拼接序列公布，利用生物信息学手行研究，将是最近几年小麦研究的热点。常

序列,琼脂糖凝胶电泳,小麦叶片,目标序列

提取小麦叶片的 RNA，经 1.5 %琼脂糖凝胶电泳。由图 2-1 可知，总 RNA 中的28S、18S 条带清晰，表明获得的总 RNA 质量较高，可用于后期试验。图2-1 总RNA琼脂糖凝胶电泳图Fig.2-1 Total RNA was isolated by plant RNA kit注： CN19 叶片总 RNA 电泳结果，M 表示 DL 2000 DNAMarker，下同。红色箭头分别表示 28S、18S。Note: Total RNA of CN19 leaves. M : DL2000 DNA M arker. Red arrows indicated 28S and 18S, respectively.2.2.2 小麦 TaTHOC1 基因的克隆以小麦叶片 cDNA 为模板，，以表 1 中引物 K-TaTHOC1 F/R 进行 PCR 扩增，得到一条约 2000 bp 左右的条带（图 2-2）。经 TA 克隆测序，得到一条长为 2110 bp 的序列，经 Blast 序列比对证实为目标序列。图2-2 TaTHOC1基因PCR扩增结果Fig.2-2 The PCR Amplification result of TaTHOC1.
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1

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