【摘 要】
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泛素受体DA1对种子和器官大小起负调节作用。目前在拟南芥、水稻、油菜、大豆和玉米等多种农作物中对DA1基因家族成员进行了系统性的分析,但小麦DA1基因还未在全基因组上进行整体性的分析。本研究采用生物信息学技术对小麦DA1基因家族成员进行了鉴定,并利用qRT-PCR对其在小麦中国春各种组织、不同逆境下的表达谱特征进行了分析,克隆TaDA1-B和TaDAR1-5A基因在拟南芥突变体da1-1上进行超表
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泛素受体DA1对种子和器官大小起负调节作用。目前在拟南芥、水稻、油菜、大豆和玉米等多种农作物中对DA1基因家族成员进行了系统性的分析,但小麦DA1基因还未在全基因组上进行整体性的分析。本研究采用生物信息学技术对小麦DA1基因家族成员进行了鉴定,并利用qRT-PCR对其在小麦中国春各种组织、不同逆境下的表达谱特征进行了分析,克隆TaDA1-B和TaDAR1-5A基因在拟南芥突变体da1-1上进行超表达功能验证,并研究它们与TaGW2的蛋白互作关系。主要结果如下:1.通过生物信息学的方法在小麦基因组上找到了12个DA1同源基因,这些基因主要分布在小麦第2B、2D、4A、4B、4D、5A、5B、5D染色体上,并对它们的等电点、分子量和亚细胞定位进行了预测。根据系统进化树分析将小麦DA1家族成员分为3个亚组,其中TaDA1类成员有3个,TaDAR1类成员有6个,TaDAR2类成员有3个。基因结构和motif分析发现TaDA1-D1基因片段小,且只含有DA1-like结构域元件,其他基因均含有DA1-like、LIM和UIM等元件,基因结构和功能保守。顺式作用元件分析发现,TaDA1s启动子区的响应激素、生长发育和环境的顺式元件居多。2.通过转录组和qRT-PCR实验对TaDA1s基因的表达特性进行分析,TaDA1s基因在小麦的各个组织中都表达。激素ABA抑制TaDA1s基因表达,而TaDA1-B/D、TaDAR1-5A/5B/5D分别在低温和盐胁迫条件下,基因表达有明显的差异,表明TaDA1-B/D、TaDAR1-5A/5B/5D可能在小麦DA1基因家族中发挥着主要作用。3.酵母双杂交结果表明,TaGW2有明显的转录自激活,TaDA1-A、TaDA1-B和TaDAR1-5A也有微弱的自激活效应,不能得到TaDA1s与TaGW2互作的结论。LCI实验表明TaDAR1-5A与TaGW2有微弱的互作效应。进一步地通过数据库共找到7个与TaDA1s互作的基因,但不包含TaGW2。同时构建了小麦TaDA1-B、TaDAR1-5A的过表达载体转入拟南芥突变体da1-1中,T1代转基因结果显示TaDA1-B和TaDAR1-5A转基因株系相比突变体的百粒重增加。目前正在进一步对转基因材料的表型进行鉴定。
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