小麥生長素響應基因TaSAUR78和TaSAUR75在非生物逆境中的功能研究.pdf

1、非生物逆境脅迫，如高鹽、干旱和低溫等，會嚴重影響植物生長發(fā)育，造成作物減產。小麥是全世界種植面積最大的糧食作物，是重要的戰(zhàn)略資源。然而，小麥對高鹽、干旱等非生物逆境敏感。因此，全面了解小麥的抗逆分子機制，針對關鍵基因加以利用，對小麥的穩(wěn)產、高產至關重要。SA UR(small auxin up-regulated RNAs)基因是具有龐大家族的生長素早期響應基因，具有分子量小、易受外界刺激調控等特點，廣泛分布于陸生植物中。在前人的研究中

2、發(fā)現(xiàn)，SA UR基因從多個方面影響植物的生長發(fā)育，也有研究表明SA UR基因參與植物對非生物逆境脅迫的響應。但是SA UR基因與植物非生物逆境的相關研究還相對較少。本研究針對生長素響應基因TaSA UR78及其互作基因TaVDAC1和TaSA UR75在鹽、旱和低溫脅迫下的生物學功能展開研究，旨在為植物抗逆基因工程提供候選基因，為作物抗逆育種提供重要信息。主要研究結果如下:
　　1.小麥TaSA UR全基因組預測發(fā)現(xiàn)小麥基因組中存

3、在274個TaSAUR基因。
　　2.我們克隆了一個鹽脅迫響應的新的小麥SA UR基因TaSA UR78。通過篩選和驗證發(fā)現(xiàn)TaSAUR78和TaVDAC1存在互作。熒光定量PCR分析表明鹽脅迫抑制TaSAUR78的表達，誘導TaVDAC1的表達。亞細胞定位分析發(fā)現(xiàn)TaSAUR78和TaVDAC1都可能在細胞質和細胞核中參與植物生命活動。在擬南芥中過表達TaSA UR78能夠提高轉基因擬南芥對鹽、旱和低溫脅迫的耐受能力。在鹽、旱和

4、低溫脅迫下，過表達TaSA UR78能夠上調轉基因擬南芥株系中抗逆相關基因的表達量，且細胞內過氧化氫的積累低于野生型。在擬南芥中過表達TaVDAC1能夠提高轉基因擬南芥對鹽脅迫的耐受能辦，但對旱和低溫脅迫敏感。在鹽、旱和低溫脅迫下，TaVDAC1過表達系中抗逆相關基因的表達情況與過表達TaSA UR78后的情況不同，且TaVDAC1的過表達能增加轉基因株系過氧化氫的積累。這些結果表明TaSA UR78可能通過調控TaVDAC1提高植物對

5、逆境的耐受能力。
　　3.我們同時克隆了另一個新的小麥SA UR基因TaSAUR75，qRT-PCR分析表明，鹽脅迫抑制Ta SA UR75的表達。亞細胞定位分析表明TaSAUR75在細胞質和細胞核中參與植物生命活動。在擬南芥中，過表達TaSA UR75能夠提高轉基因擬南芥對鹽、旱脅迫的耐受能力。在鹽、旱脅迫下，過表達TaSAUR75能夠上調抗逆相關基因的表達量。TaSA UR75的過表達能降低植物體內過氧化氫的積累，并能減少鹽脅