小麥脂質轉運蛋白基因TaLTP克隆及功能分析.pdf

1、小麥(Triticum aestivum L.)作為人類的主要的糧食作物之一，分布于世界五大洲的各個國家。作為固著生物其生長發(fā)育也受到環(huán)境等多方面的影響，比如干旱、鹽堿、低溫等。這些非生物脅迫均會對小麥產量造成不同程度的影響。為了保障小麥的高產穩(wěn)產，除了改善小麥的生長環(huán)境外，還可以從小麥內部挖掘和利用關鍵基因從而提高小麥對非生物脅迫的耐受力。脂質轉運蛋白(lipid transfer protein, LTP)是廣泛存在于植物中的一類小

2、分子蛋白，因其能夠在植物細胞膜之間運輸脂類物質而命名，在植物角質層合成和適應多種環(huán)境脅迫中起重要作用。本研究通過同源克隆得到小麥脂質轉運蛋白基因TaLTP-s，分析其在ABA、PEG、NaCl、低溫等脅迫處理下的表達模式，并進行了轉TaLTP-s擬南芥對脅迫處理的響應分析， TaLTP-s基因定位及全長序列的多態(tài)性分析，以及小麥TaLTP-s單倍型與農藝性狀之間的關聯(lián)分析，為利用小麥脂質轉運蛋白基因改良作物抗逆性提供依據(jù)。
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3、研究主要內容包括：⑴同源克隆得到TaLTP-s的cDNA全長序列510 bp，開放閱讀框為339 bp，編碼112個氨基酸。其蛋白序列包含有8個半胱氨酸殘基，屬于nsLTP-like家族。通過煙草瞬時表達和小麥原生質體亞細胞定位顯示TaLTP-s定位于細胞膜和細胞質中。⑵組織表達分析發(fā)現(xiàn)小麥開花期TaLTP-s在小花中表達量較高，尤其是在花藥中的表達量遠高于根和葉。在ABA、PEG、NaCl及4oC低溫脅迫誘導下，小麥TaLTP-s均上

4、調表達，可能與抗逆性調節(jié)相關。⑶在脅迫處理下，過表達TaLTP-s轉基因擬南芥耐鹽性及細胞膜穩(wěn)定性顯著高于對照組，且在不同濃度的ABA和甘露醇脅迫下，轉基因株系的側根密度顯著高于對照。因此小麥TaLTP-s是一個與高鹽等非生物脅迫耐性相關的基因。⑷小麥TaLTP-s基因序列包括基因區(qū)和啟動子區(qū)共2.77 kb，利用中國春缺-四體和偃展1號及內鄉(xiāng)188構成的RIL群體將TaLTP-s定位于1A染色體上，距離兩側標記WMC449和WMC93

5、的遺傳距離分別為2.1cM和5.9cM。⑸在TaLTP-s基因啟動子區(qū)域檢測到8個SNP位點，構成三種單倍型。利用其中2個SNP位點(A/G、C/T)，開發(fā)dCAPS標記區(qū)分三種單倍型。利用GLM模型進行關聯(lián)分析的結果表明：三種單倍型分別與株高(PH)、莖稈穗下節(jié)長(PLE)及倒二節(jié)長(LPN)顯著或極顯著相關，HapⅠ和HapⅢ是增加株高的單倍型，其中SNP1-G位點為增加單株穗數(shù)的優(yōu)異等位變異；SNP2-C位點為增加株高的等位變異。