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小麦WRKY基因的克隆、表达分析及其遗传转化

刘磊  
【摘要】:WRKY转录因子是植物转录调控子家族成员之一,它可以特异地与W-box的结合,并调控启动子中含W-box元件的抗病、损伤、衰老相关基因的表达,进而广泛参与植物对生物胁迫和非生物胁迫的响应。 本研究首先利用植物WRKY蛋白的保守序列在小麦基因组数据库中搜索出大量高相似性的ESTs,并拼接获得多条全长序列。通过设计特异引物,采用PCR技术成功克隆到一条小麦WRKY基因的cDNA全长序列。对该基因的序列比对结果显示:它与小麦的TaWRKY53a和TaWRKY53b的序列有较高的相似度,说明此基因确实为小麦中的WRKY基因,并命名为TaWRKY53c。进而对其进行生物信息学分析发现,TaWRKY53c蛋白具有两个完整的WRKY结构域和锌指结构,属于典型的WRKY转录因子Ⅰ类成员。且在与拟南芥Ⅰ类WRKY蛋白的多序列比对中发现,该蛋白与AtWRKY33亲缘进化关系较近,文献报道AtWRKY33参与拟南芥的抗盐响应,因此认为它在小麦中可能参与该蛋白相似的信号通路。小麦幼苗经高盐胁迫处理后,TaWRKY53c表达的组织及时空特异性的荧光定量PCR分析结果表明,该基因确实参与对高盐胁迫的响应,且短时间内表达量增加九倍,并且在叶片中的表达量最高。 为获得具有抗盐特性的转基因小麦品种,构建了TaWRKY53c的过表达载体,并利用基因枪技术将其转化到小麦盾片中。再通过组织培养,获得了大量再生植株,以备后续转基因植株筛选。 本论文的研究结果对阐明小麦中TaWRKY53c基因的生物学功能奠定了初步的基础。


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