小麦磷转运蛋白基因TaPT2-1的分子特征和转录调控特性研究.pdf

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1、分类号：密级：S512．1公珏单位代码：学号：100862008284小麦磷转运蛋白基因TaPT2—1的分子特征和转录调控特性研究Molecularcharacterizationandtranscriptionalregulationofphosphatetransportergene勋尸眩一Jinwheat学位申请人：崔喜荣指导教师：肖凯教授学科专业：作物栽培学与耕作学学位类别：农学硕士授予单位：河北农业大学答辩日期：二。一一年五月、●11●，玎a五日—Ⅵ，冒7独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导

2、师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑皇垦盔些盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：铿茑象签字F1期：2DIf年矿月弓同学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塑兰垦壅些盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权塑皇垦盎

3、些盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：惦麋导师签名：甫汕签字日期：钞f1年6月弓日签字日期：卅l『年‘月弓日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：电话：邮编：摘要f

4、illrrirlfiirPIiJlrllIirlJfJ埘Y1897320以实验室前期采用cDNA．AFLP技术鉴定的、在低磷胁迫处理小麦叶片中1个呈上调表达的基因转录本(TDF)片段为基础，对该基因的分子特征和

5、转录调控特性进行了较系统研究。主要研究结果如下。1、BLAST比对结果表明，该TDF与源于蓖麻(RicinuscommunisL．)叶绿体磷转运蛋白基因(GenBank登录号为XM002527885)和拟南芥磷转运蛋白PHT2；1(GenBank登录号为AF515591)具有较高的同源性。在小麦全长cDNA数据库中，获得与该TDF在对应区域序列一致的全长基因(克隆号为SET3C22，GenBank登录号为AK336079)，鉴于有关该基因的分子特征尚未报道，本研究将其命名TaPT2．j。2、依据TaPT2．J

6、的cDNA序列设计特异引物，扩增了该基因的编码阅读框(openreadingframe，ORF)。分析表明，TaPT2．J的cDNA全长为2075bp，编码568个氨基酸残基。利用生物信息学软件进行TaPT2．1的保守跨膜域预测，发现该蛋白含有13个跨膜区域。3、系统进化分析发现，TaPT2．J在核苷酸序列水平上与拟南芥(彳．thaKana)、马铃薯(&trberosum)、辣椒(Cfrutescens)和茄子(Smelongena)中鉴定的磷转运蛋白基因(PTs)高度同源。表明TaPT2．j与上述PTs在起

7、源上可能具有相同的祖先。4、采用半定量RT-PCR技术，研究了TaPT2-1在不同供磷水平(正常供磷CK和20斗MPi低磷胁迫)下根系和叶片中的表达水平，结果表明，TaPT2．1的转录本在叶中受到低磷处理的明显诱导；在根系中的表达呈组成型特征，不随介质中的磷素供应状况而发生明显改变。表明TaPT2．1主要参与了叶片中的磷素的转运过程。5、采用基因组行走技术(genomewalkingapproach)，在小麦的基因组中克隆了长度为1744bp的TaPT2．1启动子区序列。研究发现，TaF／2．1启动子中含有保

8、守的转录调控元件TATA盒和CAAT盒，以及在应答低磷逆境中发挥重要作用的PIBS和Pho．1ike调控元件。此外，该启动子也含有参与组织优势表达、防御反应应答、生长素和茉莉酸应答以及光照和糖碳代谢相关的重要调控元件。．6、构建了用TaPT2．1启动子驱动报告基因p．葡萄糖苷酸酶基因(GUS)表达的烟草表达系统。研究发现，TaPT2．1启动子驱动GUS在不同磷水平下的表达与半定量RT-PCR的检测结果一致，呈驱动报告基因在叶片中呈明显的低磷诱导特征。此外，该启动子也驱动报告基因在茉莉酸甲酯处理下呈诱导表达。7

9、、TaPT2．1启动子驱动GUS在低磷处理下叶片中的表达以老叶显著强于新生叶。表明小麦磷转运蛋白基因TaPT2．j主要通过在老叶中诱导增强表达，在改善植株低磷胁迫下的植株磷素转运和利用效率中发挥重要作用。关键词：小麦(TriticumaestivumL．)；磷转运蛋白基因；表达；转录调控；顺式调控元件AbstractPreviously,atranscript—derivedfragment(TDF