【摘 要】
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bZIP是一类植物非常重要的转录因子,被分为13个亚家族。其中ABF/AREBs亚家族在响应非生物胁迫反应中发挥着关键的调控作用。小麦是重要的粮食作物之一,由于其基因组的复杂性,目前关于ABF/AREBs蛋白在小麦中的功能及其调控机制的研究相对较少。因此在前期研究工作的基础上,本论文克隆了TaCDPK5、TaCDPK9-1和TaCDPK30基因,并分析了TaCDPK5、TaCDPK9-1和TaCD
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bZIP是一类植物非常重要的转录因子,被分为13个亚家族。其中ABF/AREBs亚家族在响应非生物胁迫反应中发挥着关键的调控作用。小麦是重要的粮食作物之一,由于其基因组的复杂性,目前关于ABF/AREBs蛋白在小麦中的功能及其调控机制的研究相对较少。因此在前期研究工作的基础上,本论文克隆了TaCDPK5、TaCDPK9-1和TaCDPK30基因,并分析了TaCDPK5、TaCDPK9-1和TaCDPK30基因的表达、TaCDPK5、TaCDPK9-1和TaCDPK30激酶与小麦蛋白磷酸酶PP2CA和TabZIP60的相互作用以及对TabZIP60的磷酸化。并研究了参与盐胁迫应答的TabZIP60转录因子在小麦中的耐盐性及其调控机制。主要结果如下:（1）TaCDPK5和TaCDPK9-1编码Ⅰ亚家族CDPK激酶,TaCDPK30编码Ⅲ亚家族CDPK激酶。TaCDPK5、TaCDPK9-1和TaCDPK30基因都响应ABA、高盐和PEG逆境胁迫,对冷胁迫反应不敏感。Na Cl+La Cl3处理下,TabZIP60基因表达量比Na Cl处理明显降低。暗示TabZIP60上游可能受CDPKs激酶调控。（2）酵母双杂交结果表明,TaCDPK5、TaCDPK9-1和TaCDPK30激酶分别与TabZIP60相互作用,通过Bi FC实验进一步分析发现,TaCDPK5、TaCDPK9-1和TaCDPK30激酶与TabZIP60在烟草细胞核内相互作用。TaPP2CA116和TaPP2CA-121磷酸酶在酵母中分别与TaCDPK5、TaCDPK9-1和TaCDPK30激酶相互作用。Ser-110是TaCDPK5、TaCDPK9-1和TaCDPK30与TabZIP60蛋白的相互作用位点。TaCDPK5和TaCDPK9-1激酶可以磷酸化TabZIP60蛋白,且TaCDPK9-1以钙依赖方式磷酸化TabZIP60蛋白,Ser-110是TaCDPK5和TaCDPK9-1激酶磷酸化TabZIP60蛋白的氨基酸位点。（3）过表达的TabZIP60转基因小麦功能分析表明:盐胁迫严重抑制了野生型小麦的生长发育,表现出叶片萎蔫和根长变短等,而转基因小麦仅叶尖变黄,生长发育明显好于野生型,且根系非常发达。此外,转基因小麦的株高、根长、鲜重、ABA含量、可溶性糖含量以及ABA合成酶基因（TaNCED1/2、TaZEP、TaAAO3和TaABA3）和抗逆基因（TaWYZ2、TaLEA1和TaLEA6-3）的表达均明显高于野生型,丙二醛含量显著低于野生型。这些结果表明TabZIP60正向调控小麦盐胁迫耐受性。综上所述,小麦蛋白磷酸酶TaPP2CA116/121与TaCDPK5/9-1/30激酶间存在相互作用,TaCDPK5/9-1/30与转录因子TabZIP60相互作用且使其磷酸化,且Ser-110是TaCDPK5/9-1/30与转录因子TabZIP60的互作位点和磷酸化位点。TabZIP60在小麦中调控盐胁迫相关基因的表达,进而正向调节耐盐性。
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