小麦籽粒高分子量谷蛋白重要调控因子的克隆及功能鉴定

发布时间：2016-12-18 02:48

  本文关键词：小麦籽粒高分子量谷蛋白重要调控因子的克隆及功能鉴定，由笔耕文化传播整理发布。

《中国农业大学》 2015年

小麦籽粒高分子量谷蛋白重要调控因子的克隆及功能鉴定

郭卫卫  

【摘要】：小麦谷蛋白作为种子储藏蛋白的重要组分,其含量和组成影响着面筋强度和面团弹性。种子发育过程中,种子储藏蛋白的合成以及储藏蛋白基因的表达都受到转录因子的严格调控；因此克隆调控谷蛋白亚基基因的转录因子对于改善小麦品质具有积极的推动作用。本论文筛选到影响小麦高分量谷蛋白亚基表达的调控因子TaGAMyb、TaGCN5、TaNAC46,并初步明确了其调控关系。取得的主要研究结果如下：1.体外结合实验表明,MYB类转录因子TaGAMyb可以结合在小麦高分子量谷蛋白亚基基因(TaGLU-1)的启动子区,并且结合位点数目多少以及结合能力强弱与谷蛋白表达相关；转化模式植物拟南芥发现,TaGAMyb可以直接结合在TaGLU-1基因启动子区促进其表达。 2.酵母双杂实验筛选到TaGAMyb互作蛋白GCN5,拟南芥转化实验证实,GCN5通过TaGAMyb结合在TaGLU-1Dy基因的启动子区,并通过影响TaGLU-1Dy启动子区H3K9和H3K14的乙酰化水平参与其表达调控。小麦授粉后不同天数种子中表达分析结果表明,TaGCN5蛋白主要在发育中期和晚期的种子中表达；ChIP结果证实,小麦体内TaGCN5可以结合在TaGLU-1基因的启动子区；比较分析小麦授粉后不同天数种子中TaGLU-1Bx、TaGLU-1By、 TaGLU-1Dx、TaGLU-1Dy启动子区H3K9和H3K14乙酰化水平的变化发现,与它们的表达时期一致,说明1aGCN5可以结合在TaGLU-1基因启动子区通过影响其乙酰化水平调控小麦高分子量谷蛋白亚基基因的表达。 3.体外结合实验、转拟南芥以及小麦瞬时表达实验表明,TaNAC46蛋白可以结合到TaGLU-1Dy基因启动子区促进TaGLU-1Dy基因的表达。为了进一步研究TaNAC46对于TaGLU-基因的调控作用,我们构建了TaNAC46基因的RNAi和超表达载体并转化小麦,通过小麦转基因植株TaNAC46以及TaGLU-1基因的表达分析发现,TaNAC46RNAi转基因株系中TaGLU-1基因的表达量与野生型相比显著降低,而在TaNAC46超表达小麦植株中TaGLU-1基因的表达量与野生型相比显著增加,说明小麦体内TaNAC46能够促进TaGLU-1基因的表达。同时酵母双杂实验证明了TaNAC46与TaGAMyb蛋白具有相互作用,这说明1TaNAC46可能与TaGAMyb形成 一个复合体共同参与小麦高分子量谷蛋白亚基基因的表达。 4.综合以上研究结果,我们提出种子发育过程中,小麦TaGAMyb通过招募组蛋白乙酰转移酶TaGCN5促进小麦高分子量谷蛋白亚基基因的表达；胚乳特异表达基因TaNAC46体外可以结合在TaGLU-1基因启动子区,并且在拟南芥和小麦体内都可以促进其表达,同时TaNAC46蛋白还可以与TaGAMyb蛋白互作,这为解析小麦高分量谷蛋白亚基基因的表达调控途径提供了新的线索。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.1
【目录】：

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