小麦胚发育过程特征特性及再生相关基因TaDCC1-2B的克隆与功能分析
现阶段小麦再生效率低，遗传转化相对困难，已经成为制约小麦功能基因组研究的主要障碍之一。高效的组织培养再生体系对于推进基因工程改良小麦品种具有重要意义。小麦再生能力与基因型密切相关。为了探究小麦胚发育过程中的部分理化指标和显微结构差异，以不同小麦基因型为材料，测定了花后16天和30天小麦胚中的糖类（葡萄糖、蔗糖）、激素（细胞分裂素、赤霉素）和活性氧（过氧化氢、超氧阴离子）的含量，并对胚内部结构进行观察。同时克隆一个与小麦再生相关的硫氧还蛋白基因TaDCC1-2B，对其进行生物信息学分析，并利用农杆菌介导法将TaDCC1-2B基因转入拟南芥硫氧还蛋白突变体dcc1进行功能分析，取得以下主要研究结果: 1.测定不同胚性愈伤率的小麦花后16天和30天小麦胚中的糖类、激素和活性氧的含量，结果显示较高胚性愈伤率基因型小麦花后30天麦胚的赤霉素含量显著大于低胚性愈伤率型，而花后16天赤霉素含量无显著差异，其他生化指标在不同发育阶段同一时期差异不显著。推测小麦胚发育晚期的赤霉素含量与胚性愈伤率具有一定的相关性。在对胚内部结构观察中，并未发现在两个发育阶段同一时期不同小麦胚之间存在明显差异。 2.克隆获得的小麦硫氧还蛋白基因TaDCC1-2B，CDS长度为645bp，编码214个氨基酸，生物信息学分析表明，蛋白分子质量为23.59kD，理论等电点为8.94，亲水性总平均值为-0.409，推测此蛋白是亲水性蛋白，二级结构中含有大量无规则卷曲，氨基酸序列N端含有DxxCxxC基序的DUF393结构域。系统进化分析表明该基因在不同物种间具有较强的保守性，启动子序列分析启动子区域含有与分生组织表达及赤霉素响应相关的顺式作用元件。 3.将TaDCC1-2B基因转入拟南芥突变体后，实时荧光定量PCR分析表明，转基因株系根系诱导的再生芽TaDCC1-2B基因、WUS基因表达水平显著高于突变体，其再生率也显著高于突变体，且诱导的再生芽表型接近于野生型。推断TaDCC1-2B基因可能与小麦组织培养再生能力有关。
小麦;胚发育;硫氧还蛋白基因;生物信息学
西北农林科技大学
硕士
作物学
奚亚军
2019
中文
S512.103.53
2019-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）