TaHSP70家族發(fā)掘及部分成員參與小麥與葉銹菌互作的功能分析.pdf

1、熱激蛋白70(heat shock protein70，HSP70)是逆境脅迫下誘導合成的一類功能型蛋白。HSP70遭受逆境脅迫時迅速合成，可穩(wěn)定蛋白質和生物大分子結構，來提高植株抗逆性。研究表明，植物HSP70在響應逆境脅迫過程中起著重要作用。HSP70多以家族形式存在，在擬南芥、玉米、高粱、谷子、大豆等作物中均有相關的功能報道。然而，小麥中關于HSP70的研究較少。本試驗旨在挖掘小麥HSP70基因家族成員，并對參與葉銹菌侵染小麥過程

2、的HSP70成員進行功能分析。
　　首先，利用生物信息學方法獲得25個小麥HSP70基因成員，通過與水稻HSP70蛋白家族成員構建系統(tǒng)進化樹，結果顯示其中有23個屬于HSP70亞家族，2個屬于HSP110亞家族。亞細胞定位預測結果顯示HSP70亞家族的23個成員中11個基因定位于細胞質，2個定位于內質網，3個定位在葉綠體，7個在線粒體。
　　接著，選取TacHSP70-1，TacHSP70-2，TacHSP70-5進行表達分

3、析研究，42℃熱激0.5h后三者均表達量明顯上調，表明小麥HSP70基因能夠被高溫誘導，符合熱激蛋白受高溫誘導的基本特性。當小麥分別接種親和葉銹菌（生理小種165）和不親和葉銹菌（生理小種260）后，TacHSP70-1，TacHSP70-2，TacHSP70-5三個目的基因表達量均有明顯增加，且不親和組合中基因表達高于親和組合，表明三者均參與了小麥響應葉銹菌侵染的病理過程。進一步亞細胞定位結果顯示三個基因均定位在細胞核和細胞質中，與生

4、物信息學預測的結果相一致，同時揭示了HSP70在細胞中發(fā)揮功能的具體部位。
　　利用VIGS技術分別沉默TacHSP70-1、TacHSP70-2、TacHSP70-5，發(fā)現(xiàn)當將目的基因沉默后，在葉片接種葉銹菌后HMC數量增加并且HR面積也有所增加，表明小麥的抵抗能力降低。試驗結果說明TaHSP70在小麥葉銹菌的防衛(wèi)反應中起到正調控的作用。同時構建了RNAi和超表達載體，利用農桿菌侵染小麥幼穗，PCR檢測轉基因小麥，獲得RNAi陽