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小麦WRKY基因的克隆及其在逆境胁迫反应下的表达变化

喻门  
【摘要】:WRKY转录因子最初是从白薯中分离到的一类DNA结合蛋白,含有约60个高度保守的氨基酸序列,能与(T)TGAC(C/T)序列(又称W-box)特异性结合,从而通过调控启动子中含W-box元件的抗病、损伤、衰老相关基因的表达,广泛参与植物的生长发育、激素反应、代谢调节、逆境胁迫反应以及防御反应等生理生化过程。然而,目前有关在小麦中WRKY转录因子基因克隆和功能分析的研究少见报道。我们利用WRKY的高度保守结构域,对小麦的EST数据库进行搜索,并通过电子拼接的方法得到23条WRKY Unigenes,分别命名为TaWRKY1~TaWRKY23。应用RT-PCR技术,克隆得到TaWRKY1的ORF序列,该序列编码的多肽含一个WRKY结构域和锌指结构,经过系统发育分析应属于WRKY家族第II类第c亚类。我们根据TaWRKY1基因3’端非翻译区序列设计了一对特异引物,利用半定量RT-PCR技术,对TaWRKY1组织特异性以及在低温、盐和PEG胁迫下的表达变化进行了分析。结果发现,TaWRKY1在叶中表达量最多,茎中次之,根中表达量最低,经4℃1 h低温处理,TaWRKY1表达量即迅速上调,随后又恢复到正常水平,而在盐和PEG胁迫下,TaWRKY1的表达无明显变化变化。这一结果表明,TaWRKY1可能是小麦对低温这一逆境胁迫因子反应信号途径中的一个特异因子。本文的研究结果有助于阐明植物WRKY蛋白家族表达调控机制及其生物学功能,同时也为克隆小麦这种拥有复杂基因组生物中的新基因提供了一种有价值的参考,并且为小麦抗性育种提供了可能的候选基因。


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