小麥鹽誘導TaWRKY轉錄因子的功能及耐鹽機制研究

《小麥鹽誘導TaWRKY轉錄因子的功能及耐鹽機制研究》是依託濟南大學，由秦余香擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：小麥鹽誘導TaWRKY轉錄因子的功能及耐鹽機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：秦余香
• 依託單位：濟南大學

項目摘要

本項目擬研究小麥濟南177（鹽敏）及其與長穗偃麥草體細胞融合形成的雜種耐鹽新品種山融3號（鹽抗）在鹽脅迫下差異表達的TaWRKY轉錄因子的功能：分析TaWRKY轉錄因子在NaCl、PEG、冷及ABA處理下的表達模式；構建TaWRKY基因的過表達載體，並轉化擬南芥和小麥；觀察轉基因株系的表型，比較轉基因植株和未轉基因植株的抗鹽能力；分析TaWRKY對鹽脅迫信號轉導途徑相關基因的表達影響；構建TaWRKY啟動子的瞬時及穩定表達載體，分析啟動子在對照及鹽誘導下的表達活性；分析TaWRKY的亞細胞定位；通過EMSA實驗分析TaWRKY與W-box的結合活性。通過以上研究，確定小麥鹽誘導TaWRKY轉錄因子的功能，探討TaWRKY在鹽脅迫信號轉導途徑中的調控作用，為進一步深入認識小麥鹽脅迫應答機制提供線索。

結題摘要

本項目擬研究鹽脅迫條件下，在鹽敏感小麥（濟南177）和耐鹽小麥（山融3號）中差異表達的一個TaWRKY轉錄因子的功能。項目的前期研究基礎是晶片雜交結果表明一些注釋為WRKY轉錄因子的探針在NaCl處理後被誘導上調錶達，且在鹽敏小麥（濟南177）和耐鹽小麥（山融3號）根中差異表達。本項目以NaCl處理的小麥幼苗根的全長cDNA文庫為模板，克隆了兩個此類WRKY轉錄因子基因，分別命名為TaWRKY79，TaWRKY80。TaWRKY79和TaWRKY80 ORF長分別為987bp和1053 bp，各含有1個內含子，均受外施NaCl和ABA的誘導高效表達，表達峰值出現在處理後0.5小時，冷和PEG對兩個WRKY轉錄因子的作用不明顯。過表達TaWRKY79可提高轉基因植株對NaCl、LiCl和ABA的耐受性，表現為轉基因植株在MS+NaCl、LiCl或ABA的條件下形成較長的初生根。超表達TaWRKY79可提高轉基因植株中ABA1、ABA2、ABI1和ABI2等ABA依賴途徑中marker基因的表達。ATG前843bp的TaWRKY79的調控序列可有效啟動GUS報告基因的表達，且能被NaCl、ABA誘導表達（本結果2013年發表在Biochemical and Biophysical Research Commucication, 441, 476-481.），過表達TaWRKY79的雜合轉基因小麥的抗旱性明顯提高，目前正在種植收穫純系進一步進行表型鑑定。由以上結果可知，過表達TaWRKY79可在ABA依賴條件下，通過提高對離子脅迫的抗性提高轉基因擬南芥的耐鹽性。過表達TaWRKY80可提高轉基因擬南芥的耐鹽性和對滲透脅迫的抗性。表現為轉基因植株在含有NaCl、甘露醇的MS培養上初生根生長較好。正常培養20天，乾旱處理2周后轉基因植物生長較好，而野生型對照植株枯萎死亡，復水後對照植株的存活率為50% ，而轉基因植株全部存活。TaWRKY80可通過提高滲透脅迫抗性提高耐鹽性（本結果申請專利1個）。本研究為小麥耐逆基因工程育種提供了候選基因，為理解WRKY轉錄因子的功能、耐鹽小麥品種山融3號的耐鹽分子機理奠定了基礎，具有重要的理論和實踐意義。 本項目共發表SCI論文2篇，核心論文1篇，獲得授權發明專利3個，培養碩士研究生1名，獲得省教育廳優秀科研成果二等獎1項。