冬小麥灌漿期高溫脅迫差異表達(dá)基因的分離.pdf

1、改良小麥品質(zhì)性狀的穩(wěn)定性，培育適應(yīng)性強(qiáng)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種是小麥育種的重要目標(biāo)。灌漿期高溫脅迫是影響品質(zhì)穩(wěn)定性的重要環(huán)境因素，嚴(yán)重影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)，已成為我國北方小麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的主要生理障礙。目前國內(nèi)外對小麥灌漿期高溫脅迫的研究多集中于產(chǎn)量和品質(zhì)、生理生化等方面，在基因表達(dá)水平研究還不夠深入，特別是對高溫脅迫下籽粒基因表達(dá)模式還缺乏認(rèn)識，影響了品質(zhì)穩(wěn)定性的遺傳改良。研究高溫脅迫對小麥基因表達(dá)的影響對優(yōu)質(zhì)小麥品種選育具有重要意義。 本研

2、究選用品質(zhì)相對不穩(wěn)定的小麥品種濟(jì)南 17 和品質(zhì)較穩(wěn)定的品種豫麥34，2004年冬種植在溫室，開花后15～18天(灌漿中期)及30～33天(灌漿后期)用人工氣候室分別進(jìn)行連續(xù)三天的高溫脅迫處理(日溫38℃、夜溫25℃)。取小麥穗部中間2～3個小穗的籽粒，用冷酚法與 Trizol一步法相結(jié)合的技術(shù)提取籽粒總RNA，反轉(zhuǎn)錄合成cDNA，通過cDNA-AFLP分析獲得差異條帶。濟(jì)南17、豫麥34分別回收 410 和 316 個差異條帶，再經(jīng)過

3、克隆、測序、BLAST比對，分別獲得85個和99個高溫脅迫下差異表達(dá)基因片段的序列。 經(jīng)過反向Northern雜交驗(yàn)證后，濟(jì)南17獲得25個信號明顯的序列，其中22個來自熱誘導(dǎo)表達(dá)的基因，主要與小麥的脅迫響應(yīng)基因、熱激蛋白等同源；豫麥34獲得31個信號明顯的序列，其中25個來自熱抑制表達(dá)的基因，主要與乙烯合成酶、吡咯琳-5-羧酸合成酶等同源。說明高溫脅迫總體上誘導(dǎo)品質(zhì)不穩(wěn)定品種的基因表達(dá)，而抑制品質(zhì)穩(wěn)定品種的基因表達(dá)。兩個品種各

4、有1個熱誘導(dǎo)表達(dá)的與貯藏蛋白基因高度同源序列，說明高溫脅迫誘導(dǎo)了貯藏蛋白基因表達(dá)。濟(jì)南17的序列有15個來自灌漿中期樣本、10個來自灌漿后期樣本，豫麥34的序列則分別有29個來自灌漿中期樣本、2個來自灌漿后期樣本，說明高溫脅迫對灌漿中期基因表達(dá)的影響要比灌漿后期顯著，在品質(zhì)穩(wěn)定品種中則比品質(zhì)不穩(wěn)定品種更為明顯。兩個品種在高溫脅迫下的基因表達(dá)模式存在顯著差異，濟(jì)南17誘導(dǎo)表達(dá)脅迫響應(yīng)基因，豫麥34抑制表達(dá)乙烯合成酶和吡咯琳-5-羧酸合成酶