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植物是固着的有机体,需要调节它们的生长以适应不断变化的环境。光是光合作用所必需的,它也可以作为关于环境、季节或一天中时间的信息来源,使植物能够调整其形态、发育或新陈代谢。UV-B辐射(280-315 nm)位于太阳光谱中短波辐射的远端,波长290-315 nm的光能到达地球表面。平流层臭氧损耗伴随着UV-B辐射的增加,这个光谱范围在20世纪末受到了科学界的广泛关注。Formin蛋白,即FH蛋白(formin homology protein),是一类微丝、微管结合蛋白,既和微丝互作也和微管互作。当小麦幼苗暴露在UV-B辐射增强的环境中时,发现染色体聚集成3-6束并向细胞的两极移动,伴随着多核化。这种特殊的有丝分裂现象称为“分束分裂”。前人的研究结果表明,AtFH16可能通过调节微管、微丝聚合成束等行为来调节细胞分裂。本研究以拟南芥AtFH16为对象,所得结果如下:(1)以拟南芥cDNA为模板,克隆了AtFH16基因,并成功构建表达载体35S-AtFH16-GFP;(2)使用DNA作为模板,克隆AtFH16基因启动子片段pAtFH16,并替换载体pCAMBIA1300-GFP的CaMV35S组成型启动子,成功构建表达载体pFH16-AtFH16-GFP;(3)对fh16突变体中AtFH16转录水平进行鉴定,结果显示fh16突变体中AtFH16基因不表达,fh16是一个纯合突变体。(4)通过浸花法将35S-AtFH16-GFP表达载体转化野生型拟南芥,pFH16-AtFH16-GFP表达载体转化fh16突变体和野生型拟南芥,用潮霉素筛选转基因阳性植株,最终获得转35S-AtFH16-GFP的纯合过表达植株,转pFH16-AtFH16-GFP的纯合恢复植株,转pFH16-AtFH16-GFP的纯合过表达植株。(5)对野生型、fh16突变体、转基因植株进行表型观察,发现fh16突变体植株矮小、根长变短、叶面积减少;35S∷AtFH16/WT和pFH16∷AtFH16/WT植株的株高、根长和叶面积均高于野生型。pFH16∷AtFH16/fh16植株的株高、根长和叶面积均与野生型没有差异,可以恢复fh16突变体的表型。增强UV-B辐射处理后,AtFH16表达量下降,UV-B处理后在fh16突变体根尖细胞中观察到微核。(6)另外,小麦是重要的粮食作物,本文以“晋麦47”为材料,利用RT-PCR技术,获得小麦UVR8基因序列。利用生物信息学方法分析了小麦UV-B光感受器UVR8基因及其编码蛋白的特性。结果表明,该序列长度为1329 bp,编码442个氨基酸,将该基因命名为TaUVR8并提交GenBank数据库,收录号为(MK170136)。TaUVR8蛋白具有7个RCC1超家族,与AtUVR8相似。系统发育树分析表明,TaUVR8与BdUVR8蛋白聚集在同一个分支中,遗传距离相对较近,表明它们进化的亲缘关系比较密切。TaUVR8蛋白也具有7个片状的β-螺旋,与拟南芥UVR8蛋白三级结构相似。这些结果表明,TaUVR8和AtUVR8功能相似。这为系统分析小麦UV-B光形态发生和TaUVR8基因功能的分子机制提供了理论依据。