小麦E3泛素连接酶基因TaAIRP2-1B克隆及功能分析

发布时间：2021-03-23 08:17

　　干旱等非生物胁迫严重影响农作物生产。本研究克隆了小麦（Triticum aestivum L.）TaAIRP2-1B基因,探讨其对非生物胁迫的响应机制,为促进小麦抗旱性的遗传改良提供基因资源。组织特异性表达模式分析显示,TaAIRP2-1B基因在小麦抽穗期的各个组织中均有表达,在茎组织中的表达水平较高,而根系中的表达水平较低。非生物胁迫表达模式分析显示,Ta AIRP2-1B受ABA、PEG及冷胁迫诱导表达。过表达TaAIRP2-1B拟南芥在0.4μmol/L的ABA处理条件下,种子发芽率显著低于野生型,表明TaAIRP2-1B提高了拟南芥种子萌发期对ABA的敏感性。ABA处理抑制转基因和野生型拟南芥幼苗的根系生长,但转基因拟南芥受抑制程度显著高于野生型,表明TaAIRP2-1B提高了拟南芥幼苗对ABA的敏感性。转基因结果表明超表达TaAIRP2-1B增强了拟南芥的抗旱性,并且转基因株系的保水率显著高于野生型。总之,本研究发现小麦基因Ta AIRP2-1B参与了植物对非生物胁迫的应答,可能是通过ABA途径正向调控植物的抗旱性。 

【文章来源】：植物遗传资源学报. 2020,21(05)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

TaAIRP2序列比对分析

为了解小麦TaAIRP2-1B对非生物胁迫的应答情况，分别检测了在ABA、PEG、4℃和NaCl处理下基因的表达模式。其中，在ABA处理下TaAIRP2-1B的表达量上调幅度最大，在NaCl处理下基因显著下调表达。在ABA处理下，TaAIRP2-1B快速显著上调表达，在0.5 h表达量就达到对照（0 h）的3.34倍，在12 h达到最高水平，为对照的15.31倍，随后表达水平显著降低（图3A）。在PEG处理下，TaAIRP2-1B在0.5 h显著上调表达，在2 h表达水平达到最高，为对照的1.98倍，随后趋于平稳（图3B）。在4℃处理下，TaAIRP2-1B的表达水平在1 h时显著升高，为对照的3.88倍，2 h到48 h之间表达水平较为平稳，而在72 h时其表达水平最高，显著高于其他时间点的表达量，为对照的5.38倍（图3C）。在NaCl处理下，TaAIRP2-1B显著下调表达，在72 h后回升，但仍显著低于对照水平（图3D）。结果表明TaAIRP2-1B受ABA、PEG、冷和盐胁迫诱导表达，能够应答非生物胁迫。2.4 TaAIRP2-1B增强拟南芥种子萌发期对ABA的敏感性

为研究TaAIRP2-1B过表达拟南芥苗期对ABA处理的反应，用不同浓度的ABA处理幼苗。在MS培养基上，L1、L2、WT的根长分别5.36 cm、5.75 cm、5.32 cm，幼苗表型没有显著差异；在添加ABA的MS培养基上，幼苗生长均受到明显抑制，且随着ABA浓度的增加受抑制程度加重（图5A）。在ABA浓度为50 mmol/L时，L1、L2、WT的根长分别为1.97 cm、2.08 cm和2.23cm，在ABA浓度为100 mmol/L时，其根长分别为1.02 cm、1.28 cm和1.87 cm，转基因幼苗的根系伸长受抑制程度显著高于WT（图5B）。结果表明TaAIRP2-1B过表达拟南芥幼苗对ABA的敏感性高于野生型。图4 TaAIRP2-1B转基因和野生型拟南芥种子萌发期ABA处理表型

【参考文献】：
期刊论文
[1]小麦RING型E3泛素连接酶基因TaSDIR1-D克隆与功能分析[J]. 王瑞同,王景一,毛新国,昌小平,刘惠民,景蕊莲.  植物遗传资源学报. 2018(05)
[2]我国小麦生产发展的对策与建议[J]. 郭天财.  中国农业科技导报. 2001(04)



本文编号：3095484