小麦TaAGPL1基因上游转录因子TabHLH39的分离及其功能研究

发布时间：2024-12-11 00:48

　　 腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase, AGPase)是作物淀粉合成的关键酶,由两个小亚基(small subunit, AGPS)和两个大亚基(large subunit, AGPL)组成,具有细胞质(cytosol)和质体(plastid)两种亚型。AGPL1是胞质型大亚基,对该酶活性的发挥具有重要功能。已有研究表明,过表达小麦胞质AGPase大亚基TaAGPL1-1D基因显著提高了小麦AGPase活性和淀粉积累速率,说明TaAGPL1-1D在淀粉生物合成中起着重要作用。将TaAGPL1-1D启动子与小麦籽粒cDNA文库进行酵母单杂交,筛选出一个转录因子TabHLH39,随后对TabHLH39与TaAGPL1-1D启动子之间的互作进行了验证;采用大麦条纹花叶病毒诱导的基因沉默技术,在田间小麦植株基因组内沉默了该转录因子,发现BSMV-VIGS-TabHLH39病毒沉默小麦植株籽粒的粒长、粒宽、粒重和淀粉含量均显著下降,且TaAGPL1-1D的表达水平也显著降低,表明TabHLH39可能通过正向调控TaAGPL1-1D基因的表达,参与...

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【部分图文】：

图1 TabHLH39转录因子和TaAGPL1-1D 启动子之间的酵母单杂交

分析发现,分离出的TabHLH39基因定位于5D染色体,其CDS含有1461bp,编码486个氨基酸。从图2可以看出,TabHLH39转录因子含有四个典型的结构域,即一个碱性区域,一个环区域和两个螺旋区域,且每个区域均包含不定数量的保守残基;TabHL....

图2 TabHLH39 结构域与系统进化树分析

图1TabHLH39转录因子和TaAGPL1-1D启动子之间的酵母单杂交2.3BSMV-VIGS-TabHLH39沉默植株分析

图4 BSMV-VIGS-TabHLH39 接种小麦植株籽粒表型、相关参数及 TaAGPL1-1D基因的转录水平

近年来,作物分子生物学的研究领域已从直接控制性状的功能基因逐渐转到控制这些功能基因表达的上游调控因子(如转录因子等)方面,这是由于调控因子能控制下游一系列功能基因的表达,比单一功能基因改变作物性状的效果更佳[2]。在作物淀粉合成的调控机制方面,一些淀粉合成重要基因上游的转录因子相....

图3 BSMV-VIGS-TabHLH39沉默植株表型和基因转录水平

选取TabHLH39三拷贝同源性高达99.5%的片段构建沉默载体,田间接种19d后,沉默小麦植株穗部表现出明显的光漂白及黄褐色斑点症状,如图3所示。以接种后14、19、24、29和34d的小麦籽粒RNA为模板进行qPCR,结果(图3)显示,BSMV-VIGS-Tab....

本文编号：4015923