8個(gè)小麥WRKY轉(zhuǎn)錄因子基因的克隆、表達(dá)及轉(zhuǎn)錄活性分析.pdf

1、WRKY是植物中一類最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一。WRKY轉(zhuǎn)錄因子的C末端有一個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)，N端含有一個(gè)約由60個(gè)氨基酸殘基組成的WRKYGQK結(jié)構(gòu)域，WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族因這些結(jié)構(gòu)特征而命名。研究表明，WRKY轉(zhuǎn)錄因子參與多種植物的生長發(fā)育、植物應(yīng)激反應(yīng)、生物脅迫和非生物脅迫等。但是，目前涉及小麥WRKY基因的相關(guān)報(bào)道并不多，對小麥WRKY家族成員現(xiàn)階段還缺少系統(tǒng)的鑒定、表達(dá)分析和功能研究。
　　本研究在實(shí)驗(yàn)室前期有關(guān)小麥WRKY基因工

2、作的基礎(chǔ)上，首先在DFCI、NCBI和Ensembl數(shù)據(jù)庫中搜索具有WRKY結(jié)構(gòu)域的小麥EST序列，通過序列拼接得到9個(gè)新的WRKY基因的序列信息；進(jìn)而以小麥的cDNA為模板，通過RT-PCR的方法克隆得到9個(gè) WRKY新基因的cDNA序列。我們將其分別命名為 TaWRKY45-TaWRKY53。生物信息學(xué)結(jié)果顯示，這9個(gè)TaWRKY轉(zhuǎn)錄因子都含有保守的WRKY結(jié)構(gòu)域和鋅指結(jié)構(gòu)，它們分屬于3個(gè)亞類：其中TaWRKY45屬于第I亞類，Ta

3、WRKY48、TaWRKY51、TaWRKY52和TaWRKY53屬于第II亞類，TaWRKY47、TaWRKY49和TaWRKY50屬于第III亞類。雖然沒有獲得TaWRKY46基因全長序列，由于它含有一個(gè)保守的WRKY結(jié)構(gòu)域和C2H2鋅指結(jié)構(gòu)，初步判斷屬于第I亞類或第II亞類。
　　通過半定量RT-PCR技術(shù)檢測了9個(gè)TaWRKYs基因在模式小麥品種中國春不同器官的表達(dá)模式以及在滲透脅迫（PEG處理）、高鹽、極端溫度等非生物逆

4、境脅迫以及信號分子脫落酸 ABA、赤霉素（GA）和 H2O2處理下的表達(dá)變化。發(fā)現(xiàn)不同的WRKY基因在不同組織器官中的表達(dá)量有較大的差異，大部分基因（TaWRKY47、TaWRKY49、TaWRKY50、TaWRKY51、TaWRKY52)在根、莖和葉中表達(dá)量較高，而TaWRKY45、TaWRKY46和TaWRKY48在雄蕊和雌蕊中的表達(dá)較高。除了TaWRKY48和TaWRKY53以外、其它的TaWRKYs都受NaCl誘導(dǎo)表達(dá)上調(diào)；所有

5、的9個(gè)TaWRKYs基因都在一定程度上均受ABA脅迫誘導(dǎo)表達(dá)上調(diào)；4個(gè)基因(TaWRKY50、TaWRKY51、TaWRKY52和 TaWRKY53)受低溫脅迫的誘導(dǎo)表達(dá)上調(diào)；4個(gè)基因 TaWRKY47、TaWRKY50、TaWRKY52、TaWRKY53受GA誘導(dǎo)表達(dá)上調(diào)；TaWRKY52受PEG誘導(dǎo)表達(dá)上調(diào)，TaWRKY53受H2O2誘導(dǎo)表達(dá)下調(diào)。這些結(jié)果表明，小麥中這9個(gè)TaWRKY基因都能夠響應(yīng)多種非生物脅迫及信號分子。

6、　　我們通過酵母細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄自激活實(shí)驗(yàn)對TaWRKY45、47-53轉(zhuǎn)錄激活活性進(jìn)行了檢測。結(jié)果表明，TaWRKY47、TaWRKY50、TaWRKY51和 TaWRKY52具有轉(zhuǎn)錄激活活性，其中 TaWRKY50的轉(zhuǎn)錄激活功能較弱，而用這種實(shí)驗(yàn)方法未能檢測到TaWRKY45、TaWRKY48、TaWRKY49和 TaWRKY53的轉(zhuǎn)錄激活活性。進(jìn)一步的分析結(jié)果表明，TaWRKY48、TaWRKY49、TaWRKY50、TaWRKY51和