论文部分内容阅读
干旱缺水是影响世界粮食生产的最主要限制因子之一,它不仅限制了作物的种植区域,还严重影响作物的产量。挖掘、利用优异抗旱基因资源,改良作物抗旱性是提高作物产量的重要手段。近年来大量的研究从转录调控水平揭示了植物抗旱的机理,转录因子在抗旱过程中的作用已成为目前研究的热点。为了深入研究小麦响应干旱的分子机制,本研究以强抗旱小麦品种旱选10号为试验材料,分离了小麦转录因子TaMyb2的三种cDNA序列,对三者的进化关系、表达模式和功能进行了分析,主要结果包括如下:1.在普通小麦中分离到转录因子TaMyb2的3种全长cDNA序列,分别命名为TaMyb2-Ⅰ、TaMyb2-Ⅱ和TaMyb2-Ⅲ序列,三者编码蛋白具有很高的同源性,任意两者之间同源性均高于95%,仅在激活域和C末端区域存在较大的差异;蛋白比对和聚类分析结果表明,三者均具有R2R3-MYB转录因子的特性,与大麦HvMYB4和水稻Osmyb4的同源性最高,而HvMYB4、Osmyb4均与抗旱抗寒性有关;cDNA核酸序列聚类分析表明TaMyb2的三种类型与小麦的三个基因组A、B、D没有明显的对应关系。2.实时定量PCR检测表明TaMyb2参与对多种非生物逆境胁迫的应答,其表达受渗透、高盐、低温和外源ABA的诱导,在逆境胁迫信号转导途径中起重要的作用。但各自表达模式不尽相同,其中TaMyb2-Ⅲ对PEG处理反应最迅速;受低温胁迫时,TaMyb2-Ⅰ、TaMyb2-Ⅱ和TaMyb2-Ⅲ的表达高峰分别出现在胁迫处理的后、中和前期;在ABA诱导下,TaMyb2-Ⅰ和TaMyb2-Ⅲ表达模式相似,均在12 h出现表达高峰,而TaMyb2-Ⅱ的表达高峰出现的较晚;受盐胁迫时,三者的表达最高峰均出现在3 h,其中TaMyb2-Ⅲ表达量最高。综合比较三种类型基因在四种胁迫下的表达模式,TaMyb2-Ⅲ基因对非生物胁迫应答最迅速,TaMyb2-Ⅰ次之,而TaMyb2-Ⅱ对逆境胁迫的应答相对比较迟缓,表达量也低于其他两种类型。此外,TaMyb2s的三种类型在幼苗期根中的表达量均高于其他时期在叶中的表达水平,TaMyb2-Ⅰ和TaMyb2-Ⅲ在生长后期的表达量降低,而TaMyb2-Ⅱ在拔节期和挑旗期仍保持较高的表达水平。3.转TaMyb2基因拟南芥植株在幼苗期比野生型具有较强的耐渗透胁迫能力,幼苗期的转基因植株在ABA胁迫下根的生长速度比野生型快,具有较强的抗ABA胁迫能力;成株期转基因植株比野生型耐干旱和盐胁迫能力强,说明TaMyb2基因能够增强植物的抗旱和耐盐能力。本文的研究结果表明:小麦转录因子TaMyb2s参与了干旱和渗透胁迫的应答反应,其过量表达能提高植物的抗旱性和耐盐能力。