小麥種質(zhì)資源耐鹽性鑒定及鹽誘導(dǎo)表達(dá)熱激蛋白基因功能分析.pdf

1、土壤鹽漬化是影響植物正常生長和作物產(chǎn)量的重要因素。我國鹽堿土地面積很多，且由于干旱條件下灌溉帶來的次生鹽害，土地資源的鹽漬化呈現(xiàn)日趨加重的趨勢。鑒定耐鹽小麥種質(zhì)，克隆耐鹽相關(guān)基因并鑒定其功能具有重要意義。
　　本研究對從美國引進(jìn)的400余份小麥種質(zhì)進(jìn)行了芽期的耐鹽性鑒定，篩選出一些芽期耐鹽性較好的耐鹽小麥種質(zhì);同時克隆了一個NaCl誘導(dǎo)表達(dá)的小麥熱激蛋白基因，在生物信息學(xué)分析的基礎(chǔ)上，通過基因的表達(dá)分析和轉(zhuǎn)基因擬南芥分析鑒定了該基

2、因的功能。主要研究結(jié)果如下:
　　1.小麥芽期的耐鹽性鑒定
　　對從美國引進(jìn)的400余份小麥種質(zhì)進(jìn)行芽期耐鹽性鑒定，從中篩選出了鹽害指數(shù)在20％以下的高耐鹽小麥品種及鹽害指數(shù)在40％以下的耐鹽品種共有35份;同時也統(tǒng)計了小麥在芽期的發(fā)芽數(shù)。發(fā)現(xiàn)其在2％NaCl處理下的發(fā)芽數(shù)即發(fā)芽率越高的那它的鹽害指數(shù)就會越低，兩者的關(guān)系成負(fù)相關(guān)。
　　2.熱激蛋白基因的生物信息學(xué)分析
　　生物信息學(xué)分析表明該基因含有一個保守的熱

3、激蛋白功能結(jié)構(gòu)域，利用NCBI的網(wǎng)站確定出了ORF開放閱讀框其全長為477bp，編碼158個氨基酸，無跨膜結(jié)構(gòu)域，通過ExPAsy提供的Prot Paramtool工具分析了該氨基酸是屬于偏酸性氨基酸，在280nm處有最佳吸收峰，具有疏水性質(zhì)，等電點(diǎn)為5.8等特征，并進(jìn)一步對蛋白質(zhì)進(jìn)行了二級和三級結(jié)構(gòu)的分析，通過數(shù)據(jù)顯示得到該蛋白主要由α螺旋(10.8％)，無規(guī)則卷曲(25.9％)，和β折疊(55.1％)構(gòu)成。其中主要為β折疊。結(jié)果表明

4、符合熱激蛋白基因的結(jié)構(gòu)特征。
　　3.目的基因的表達(dá)分析
　　基因芯片雜交的數(shù)據(jù)顯示在NaCl條件處理下熱激蛋白是上調(diào)表達(dá)的，且在鹽敏小麥濟(jì)南177和耐鹽小麥山融3號之間表現(xiàn)出了差異性的表達(dá)，并利用RT-PCR的方法，分析表明在0h即未處理的情況下，SR3小麥的根中就存在耐鹽基因的表達(dá)，而濟(jì)南177小麥根中沒有表達(dá);在200mmol/L NaCl條件處理下山融3號小麥和濟(jì)南177葉中該基因在0.5h都上調(diào)表達(dá)，而且山融3號小

5、麥比濟(jì)南177葉中的表達(dá)量高。
　　4.熱激蛋白基因的功能鑒定
　　通過篩選培養(yǎng)基得到轉(zhuǎn)基因單拷貝擬南芥植株，之后對其進(jìn)行抗NaCl能力鑒定。結(jié)果證明轉(zhuǎn)基因植株在50mmol/L和100mmol/LNaCl MS培養(yǎng)基中比野生植株有較長的根長;生理指標(biāo)測定表明，轉(zhuǎn)基因株比野生型積累了更高含量的脯氨酸，再次證實(shí)在擬南芥中表達(dá)的小麥熱激蛋白基因能增強(qiáng)植株的抗旱能力。在POD酶活性測定方面，轉(zhuǎn)基因植株的POD酶活性普遍比野生型的高