小麥MAPK級聯(lián)基因應(yīng)答逆境特征及TaMAPK2B1耐逆功能研究.pdf

1、MAPK是絲氨酸/蘇氨酸蛋白類別激酶，該級聯(lián)途徑存在于所有真核生物中，在信號傳遞過程中占據(jù)著重要地位。干旱、鹽脅迫、低溫、金屬及激素刺激等環(huán)境脅迫能通過MAPK信號途徑引發(fā)生物體內(nèi)相應(yīng)應(yīng)答反應(yīng)。本項研究以實驗室前期獲得的19個小麥MAPK級聯(lián)途徑基因（6個小麥MAPKKK基因、2個小麥MAPKK基因和11個小麥MAPK基因）為基礎(chǔ)，系統(tǒng)研究了上述基因應(yīng)答7種微量元素缺乏(Cu、Fe、Mn、Zn、Cl、Mo、B)和7種植物外源激素(ABA

2、、NAA、JA、ETH、6BA、GA3、SA)特征。進一步對逆境呈明顯應(yīng)答的TaMAPK2B;1和TaMAPK17進行煙草和小麥遺傳轉(zhuǎn)化，研究了TaMAPK2B;1介導(dǎo)植株應(yīng)答和抵御低磷、低氮及6BA的功能。主要研究結(jié)果如下:
　　1、對供試小麥MAPK級聯(lián)途徑基因應(yīng)答7種微量元素脅迫的表達特征研究表明，TaMAPK17在Mn、Mo、B脅迫、TaMAPKKK;A在Cu、Mn、Zn、Mo脅迫、TaMAP KKK;A3和TaMAPK4

3、在Zn、Cl、Mo、B脅迫、TaMAPKK;6在Cu、Zn、Mo脅迫、TaMAP KKK;1在Cu、Zn、Cl脅迫表達下調(diào);TaMAPKK;1在Cu、Fe、Mn脅迫、TaMAPK1在Cu脅迫、TaMAPK3在Zn、Cl、Mo、B缺乏、TaMAPK9在Cu脅迫表達上調(diào)。
　　2、對供試小麥MAPK級聯(lián)途徑基因應(yīng)答7種外源激素的表達特征研究表明，TaMAPK2B;1在6-BA處理、TaMAPK17在所有7種激素(ABA、6-BA、NA

4、A、ETH、GA3、SA和JA)處理、TaMAPK4在ETH、GA3、SA和JA處理、TaMAPK9和TaMAPK12在ETH和JA處理、TaMAPK12在GA3處理、TaMAPK12;1在ABA、GA3和SA處理表達下調(diào);TaMAPKKKA;3在6-BA、NAA、ETH和GA3處理、TaMAP KKKA和TaMAPK1在ETH和GA3處理表達上調(diào)。
　　3、TaMAPK2B;1的cDNA全長1651bp，編碼551個氨基酸;Ta

5、MAPK17的cDNA全長1426bp，編碼476個氨基酸。二者編碼蛋白均含有TDY保守基序，均定位于胞質(zhì)與核內(nèi)，上述基因與短柄草、水稻、玉米等種屬MAPK基因在核苷酸水平具有較高一致性。
　　4、實驗室前期研究表明，TaMAPK2B;1和TaMAPK17對低磷、低氮、鹽分和干旱脅迫同時應(yīng)答明顯，因此分別構(gòu)建了融合上述基因的正、反義雙元表達載體，采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，進行上述基因遺傳轉(zhuǎn)化，獲得了煙草和小麥轉(zhuǎn)基因植株。

6、>　　5、與野生型相比,低磷和低氮下正義表達TaMAPK2B;1植株長勢增強，單株鮮干重明顯增加，葉綠素含量和光合速率明顯提高;反義表達TaMAPK2B;1植株長勢較弱，單株鮮、干重以及葉綠素含量和光合速率明顯降低。表明該基因在介導(dǎo)植株抵御低磷、氮逆境中發(fā)揮重要作用。
　　6、研究表明，部分SOD、CAT、POD基因和PIN基因在TaMAPK2B;1正、反義株系中的表達發(fā)生改變，上述基因可能參與TaMAPK2B;1介導(dǎo)的植株對低磷