小麦旗叶宽相关基因TaNAL1-5的克隆与功能分析

发布时间：2017-08-28 05:44

  本文关键词：小麦旗叶宽相关基因TaNAL1-5的克隆与功能分析

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【摘要】：叶片是植物进行光合作用的主要器官,与植物形态建成有重要关系。旗叶的大小及其与茎杆的夹角直接影响到小麦植株的受光,从而影响到小麦的产量水平。本研究利用比较基因组学的方法,以水稻重要叶宽基因Os NAL1为参考序列在小麦中克隆其同源基因TaNAL1-5,挖掘其优良等位变异并研究其对旗叶宽等重要农艺性状的影响。结果表明,小麦TaNAL1-5A、TaNAL1-5B和TaNAL1-5D基因均由5个外显子和4个内含子组成,TaNAL1-5A和TaNAL1-5B编码600个氨基酸,TaNAL1-5D编码598个氨基酸,具有典型的半胱氨酸/丝氨酸胰蛋白酶结构域。系统进化树分析发现小麦TaNAL1-5基因与乌拉尔图小麦、粗山羊草、二穗短柄草等单子叶植物亲缘关系较近,而与拟南芥、大豆等双子叶植物亲缘关系较远。在不同小麦品种中,TaNAL1-5B/5D没有检测到序列多态性,而TaNAL1-5A呈现单体型的9个SNP位点和一个19 bp Indel的两种等位变异,并根据19 bp的Indel设计了TaNAL1-5A两种等位变异的功能标记。功能标记扫描发现,TaNAL1-5A与小麦旗叶宽度、千粒重、小穗数呈极显著正相关。此外,基因表达分析显示TaNAL1-5基因在籽粒、根、茎、叶、穗、穗下节等部位均表达,且在开花后25天即灌浆高峰期表达量最高,可能参与了籽粒的形成过程。本研究有助于解析小麦旗叶形成的遗传控制及株型改良。
【作者单位】： 河南农业大学农学院河南粮食作物协同创新中心小麦玉米作物学国家重点实验室;中国科学院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室;
【关键词】： 小麦 旗叶宽 TaNAL- 等位变异 分子标记
【基金】：先导专项(XDA08010104) 973项目(2014CB138100)共同资助
【分类号】：S512.1
【正文快照】： *通讯作者,dcliu@genetics.ac.cn;amzhang@genetics.ac.cnCloning and Functional Analysis of Flag Leaf Width-Related GeneTa NAL1-5 in Common Wheat(Triticum aestivum L.)Wang Fang1,2Song Yanhong1,2Yang Wenlong2Sun Jiazhu2Li Xin2Liu Dongcheng2*Zhang Aimin1,2*1 N

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本文编号：747270