小麦bzip基因tagbf调节光形态建成与抗逆的作用机制研究

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1、小麦bZIP基因TaGBF调节光形态建成与抗逆的作用机制研究第一章文献综述1光信号转导途径光是调控植物生长发育最重要的一类环境因子。光不但是植物的主要能量，而且还在植物的整个生命周期中调控植物的发育，包括种子萌发、幼苗去黄化、植物的向光性、生物钟和开花时间等（DengandQuail,1999;allappaetal.，2006)。与双子叶植物不同，单子叶植物没有下胚轴和两片子叶，取而代之的是中胚轴和胚芽鞘。目前，关于单子叶植物的基因在光信号转导途径中的功能尚缺乏研究。因此，有必要对小麦的基因在光信号转导途径中的功能展开系统研

2、宄。本章研究了小麦基因在光下的表达模式，分析了过表达对拟南芥光形态建成和子叶气孔发育的影响，确定了TaGBF在隐花色素通路中的遗传位置，检测了TaGBF与光信号转导途径关键蛋白AtC0Pl，AtHY5的蛋白相互作用关系。2.2植物材料的培养与处理用于组织特异性表达模式分析的小麦SR3在室外实验田种植。分别于小麦生长的三叶期、拔节期、花期取小麦根、叶、莲、幼穗、幼胚、花、叶鞘、麦芒，提取RNA。用于光响应表达模式分析的小麦SR3分两类处理：一类小麦在黑暗中萌发生长5d,分别移至白光下（150[imol-nf2_s])生长Ih,2

3、h,24h，对照小麦仍做暗处理。为避免光周期的影响，在同一时间点取小麦叶片，提取RNA;另一类小麦在黑暗中萌发后，分别在黑暗、持续的蓝光(5o101.01_2.5'1)、红光(40

4、_111101.111-25_1)、远红光(10

5、imol.m-2's])下生长6d,取叶片提取RNA。拟南芥种子用酒精灭菌，移至添加3%蔗糖的1/2MS(Murashige，1962)培养基。4°C同步化3d后，置于白光下光照6-8h诱导种子萌发，然后分别置于黑暗、持续的蓝光(5nmol.m-2-s-i)、红光、远红光下生

6、长5-7d，观察表型。拟南芥在不同光质下生长5-7d后，利用ImageJ测量下胚轴长度及子叶面积，每个株系选取10-15棵测量，重复三次，利用t-test进行统计学分析。在显微镜下观察经透明处理的上述拟南芥下胚轴及子叶，选取相同位置细胞，利用ImageJ测量下胚轴细胞长度及子叶细胞面积，重复三次，利用t-test进行统计学分析。.第三章TaGBF介导拟南芥蓝光信号与油菜素.......371引言.......372实验材料.......372.1植物材料.......372.2植物材料的培养与处理.......382.4常用试

7、剂溶液.......383实验方法.......383.1叶绿素提取及含量测定.......384结果与分析.......39第四章TaGBF在非生物胁迫应答中的功能研究.......491引言.......492实验材料.......493实验方法.......504结果与分析.......51第五章小麦酪蛋白激酶2调节亚基基因的克隆.......611引言.......612实验材料.......613实验方法.......623.1亚细胞定位.......624结果与分析.......62第五章小麦酪蛋白激2调节亚基基因

8、TaCKB的克隆及其在非生物胁迫应答中的功能初步研究1引言在论文第二章、第四章，我们己经证明小麦TaGBF作为蓝光信号元件参与植物非生物胁迫应答。已有研究表明，CKB作为酪蛋白激酶2(CK2)的调节亚基，能够磷酸化玉米ABA响应蛋白Rabl7，影响其生物学功能和稳定性，抑制渗透胁迫下种子的萌发（Rieraetal.，2004)。由于拟南芥中CKB同样能够癖酸化GBF转录因子，调控其DNA结合活性（Klimczaketal.，1995)，所以我们推测小麦中TaGBF对非生物胁迫的响应可能受TaCKB调节。但是到目前为止，关于小麦

9、TaCKB的生物学功能及其与TaGBF的关系尚未见报道。因此有必要克隆小麦的小麦酪蛋白激酶2亚基基因TaCKB，研究TaCKB和TaGBF的关系，及其在非生物胁迫应答中的功能。本章克隆了小麦酪蛋白激酶2调节亚基基因TaCKB，研究了其表达模式，进行了亚细胞定位，分析了TaCKB过表达拟南芥在盐处理下的表型，探讨了TaCKB可能参与的调节种子萌发的途径，初步验证了TaCKB和TaGBF的互作关系。结论本论文对小麦bZIP基因rflG5F及其可能互作蛋白基因TaCKB的生物学功能和作用机制进行了研宄。主要成果包括：TaGBF是植物

10、生长发育的关键调控因子，整合了光、油菜素内酯、非生物胁迫信号转导途径。的表达受到蓝光、油菜素内醋、非生物胁迫的诱导。蓝光下尸促进了拟南芥的光形态建成和气孔发育，是蓝光信号转导的正向调控因子。TaGBF在CRY1下游发挥生物学功能，与C0P1具有相互作用。过表达系中油菜素内酯信