利用病毒介导基因沉默方法研究小麦抗光氧化相关基因

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1、作物学报ACTAAGRONOMICASINICA2014,40(11):19051913http://zwxb.chinacrops.org/ISSN0496-3490;CODENTSHPA9E-mail:xbzw@chinajournal.net.cnDOI:10.3724/SP.J.1006.2014.01905利用病毒介导基因沉默方法研究小麦抗光氧化相关基因1,22,*21,*222陈坤梅李宏伟林凡云陈耀锋李滨郑琪李振声12西北农林科技大学农学院,陕西杨凌712100;中国科学院遗传与发育生物学研究所,植物细胞与染色

2、体工程国家重点实验室,北京100101摘要:为了鉴定可能的小麦抗光氧化基因,利用大麦条斑病毒(barleystripemosaicvirus,BSMV)介导的基因沉默(virus-inducedgenesilencing,VIGS)系统,对6个小偃54响应强光的基因进行了沉默表达研究。以BSMV:GFP植株为对照,分析了这些基因的减量表达植株在低温强光、DCMU、MV、H2O2等处理下的PSII最大光化学效率(Fv/Fm)和光合性能指数(P.I.)、MDA含量及整株生物量变化。结果显示,Ta23008和Ta92165均参与小

3、麦对低温强光、DCMU、MV和H2O2等胁迫的响应过程;Ta106078参与小麦对DCMU、MV和H2O2等胁迫的响应过程;Ta27787参与小麦对低温强光、DCMU和H2O2等胁迫的响应过程;Ta24695参与小麦对低温强光和H2O2胁迫的响应过程;而Ta119251仅参与小麦对DCMU的响应过程。此外,Ta23008、Ta92165、Ta106078、Ta119251四个基因被抑制表达后,其转化株系的生物量比对照显著降低,推测其可能参与调控小麦生物量的积累。关键词:小麦;大麦条斑病毒(BSMV);病毒介导的基因沉默;基因

4、功能;光氧化FunctionalAnalysisofPhoto-OxidativeStressResponsiveGenesinWheatUsingVirus-InducedGeneSilencingSystem1,22,*21,*22CHENKun-Mei,LIHong-Wei,LINFan-Yun,CHENYao-Feng,LIBin,ZHENGQi,andLI2Zhen-Sheng12CollegeofAgronomy,NorthwestA&FUniversity,Yangling712100,China;StateK

5、eyLaboratoryofPlantCellandChromosomeEngineering,InstituteofGeneticsandDevelopmentalBiology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,ChinaAbstract:Functionalanalysisofphoto-oxidativestressresponsivegenesinwheat(TriticumaestivumL.)maybenefitwheatim-provementforhighradi

6、ationuseefficiency.AChinesevarietyXiaoyan54developedfromdistanthybridizationbetweencommonwheat(T.aestivum,2n=42)andtallwheatgrass(Thinopyrumponticum,2n=70)showssignificanttolerancetohighlightinducedphoto-oxidativestress.BasedonprevioustranscriptomeanalysisofXiaoyan

7、54inresponsetohighlightstress,sixgeneswereselectedinthisstudytoassesstheirpossiblerolesinphoto-oxidativestressresponseusingbarleystripemosaicvirus(BSMV)mediatedvirus-inducedgenesilencing(VIGS)systeminXiaoyan54.TheBSMVinducedsilencingofthetargetedgenestogetherwithth

8、eBSMV:GFPcontrolplantswereexposedtolowtemperatureandhighlight(LTHL),N-(3,4-dichlorophenyl)-N’,N’-dimethylurea(DCMU),methylviologen(MV),andhydroge