小麥TaTOC1-A、TaTOC1-B和TaTOC1-D基因的遺傳轉(zhuǎn)化和功能分析.pdf

1、開花是高等植物完成生活周期的必需過程，光周期途徑是一條重要的開花調(diào)控途徑，與晝夜節(jié)律鐘密切相關(guān)。我們實(shí)驗(yàn)室從同源六倍體小麥中克隆了擬南芥晝夜節(jié)律鐘重要基因AtTOC1的三個(gè)同源基因TaTOC1-A、TaTOC1-B和TaTOC1-D。我們首先將它們轉(zhuǎn)化模式植物擬南芥，結(jié)果表明它們的過表達(dá)在短日照條件下能夠延遲擬南芥開花，而在長(zhǎng)日照條件下對(duì)擬南芥開花沒有顯著影響。并且能夠恢復(fù)擬南芥toc1-1突變體的早花表型。我們對(duì)開花關(guān)鍵基因GI、CO

2、、FT和SOC1在擬南芥toc1-1突變體中的表達(dá)模式進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)較野生型對(duì)照，GI、CO和FT基因在突變體中的表達(dá)量升高，SOC1基因的變化不明顯。為了進(jìn)一步研究TaTOC1-A、TaTOC1-B和TaTOC1-D在小麥中的生物學(xué)功能，我們利用它們的同源區(qū)段構(gòu)建了RNAi表達(dá)載體，利用農(nóng)桿菌侵染幼胚的小麥遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)將其轉(zhuǎn)化至小麥CB037中，得到1053株再生植株，經(jīng)過篩選最終獲得了13株陽性轉(zhuǎn)基因植株。轉(zhuǎn)基因植株比對(duì)照抽穗時(shí)間

3、提早5-7天。半定量RT-PCR（semi-quantitative reverse transcription PCR）以及實(shí)時(shí)定量PCR（real-time quantitative PCR）結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)基因植株中TaTOC1-A、TaTOC1-B和TaTOC1-D的表達(dá)量均有不同程度的降低。為了進(jìn)一步了解TaTOC1基因在小麥抽穗過程中的作用機(jī)制，我們對(duì)抽穗關(guān)鍵基因TaGI1、TaHd1、TaFT和TaSOC1在轉(zhuǎn)基因小麥中的表達(dá)

4、模式進(jìn)行了分析。實(shí)時(shí)定量PCR結(jié)果顯示，較對(duì)照小麥，長(zhǎng)日照的轉(zhuǎn)基因小麥中，TaGI1、TaHd1和TaFT基因的表達(dá)水平有所提高，TaSOC1基因表達(dá)變化不明顯；短日照的轉(zhuǎn)基因小麥中，TaGI1和TaFT的表達(dá)峰值高于對(duì)照，其他基因的表達(dá)變化不明顯。我們推測(cè)，TaTOC1-A、TaTOC1-B和TaTOC1-D基因是通過調(diào)控下游TaGI1、TaHd1和TaFT等基因的表達(dá)來調(diào)節(jié)小麥的成花轉(zhuǎn)變。同時(shí)，對(duì)TaTOC1-A、TaTOC1-B和