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本论文以二穗短柄草（Brachypodium distachyon）二倍体自交系BD21为试验材料。完成了二穗短柄草H2A基因BdHTA1的生物信息学分析工作。并对这个基因家族中的13个成员进行氨基酸序列比对和系统发生分析。选取其中最有可能提高农杆菌转化效率的AtHTA1同源基因Bradi1g25390，进行基因克隆和功能分析。旨在揭示BdHTAs对提高遗传转化效率的应用可行性，将来运用在麦类作物的农杆菌转化上。主要研究结果如下:
1.BdHTAs基因的克隆、序列对比和系统进化分析
二穗短柄草H2A基因BdHTA1的生物信息学分析表明这个基因家族共有13个成员。氨基酸的序列进行比对和系统发生的分析表明:Bradi2g37330、Bradi2g23090、Bradi1g66360.1和Bradi1g66360.2、Bradi4g28560、Bradi1g66370以及Bradi4g06010的C-末端有一SPKK基序，可能是受细胞周期调控的H2A成员，可以聚为一类;Bradi1g10390和Bradi4g06010的C-末端有一SQEF基序，可能是H2AX成员，归为第二类;Bradi1g25390、Bradi25400与AtHTA1属于第三类;剩下的Bradi1g14960、Bradi1g09060和Bradi3g26880归为第四类。其中Bradi1g25390与Bradi1g25400是最有可能提高农杆菌转化效率的AtHTA1同源基因。选取Bradi1g25390获取相应的基因全长cDNA。
2.Bradi1g25390和HTA1的过量表达栽体构建、转基因材料的获得和rat5突变体的功能互补
将克隆到的Bradi1g25390基因和AtHTA1连接到过量表达载体pGA3426上转化二穗短柄草BD21的愈伤。T1代转基因植物已经进行了PCR鉴定，结果表明:Bradi1g25390已插入并整合到二穗短柄草BD21的基因组中。将Bradi1g25390与拟南芥的阳性对照AtHTA1一起，连接到2×35SCaMV启动子驱动的过量表达载体pBINPLUS上用于拟南芥农杆菌转化HTA1缺失突变体rat5的功能互补验证。在拟南芥rat5中，我们得到了Bradi1g25390互补rat5突变体的转基因植株。
3.二穗短柄草Bradi1g25390的亚细胞定位、器官表达模式的分析
亚细胞定位分析表明:与空对照35SCaMV∶GFP在细胞核、细胞质和细胞膜等上成遍在性分布的情形相比，Bradi1g25390很明显仅仅分布洋葱表皮的细胞核中，在其他部位并不表达。利用半定量RT-PCR，初步分析了Bradi1g25390的器官表达特异性。结果表明:Bradi1g25390在根、茎、荚中的表达活性高而在叶中的表达活性低。
4.Bradi1g25390对提高遗传转化效率的应用可行性研究
为了研究Bradi1g25390对提高遗传转化效率的应用可行性，我们构建了Bradi1g25390、AtHTA1和GUS能同时过量表达的双阅读框载体，并将这些载体在二穗短柄草BD018、BD21、小麦陇春23中进行农杆菌遗传转化。初步统计的结果表明:Bradi1g25390、AtHTA1在过量表达的情况下，确实有提高GUS表达的作用，并且Bradi1g25390在帮助提高外源报告基因GUS的表达上有着显著的效果。