小麦TaGSK5基因的克隆与表达分析

摘要

【目的】糖原合成激酶(glycogen synthase kinase,GSK)在响应植物非生物胁迫和参与植物生长发育调控方面起重要作用.克隆小麦GSK基因家族成员,分析其序列结构和表达模式,为进一步解析小麦GSK基因功能提供理论依据.【方法】通过同源克隆从小麦品种陇中1号中获得TaGSK5的4个同源基因cDNA序列,利用生物信息学结合qRT-PCR方法对TaGSK5进行基因序列和蛋白结构预测,以及基因表达模式分析.【结果】小麦TaGSK54个部分同源基因分别位于小麦1A、4A、5B和5D染色体上,分别命名为TaGSK5-1A,TaGSK5-4A,TaGSK5-5B和TaGSK5-5D.本研究克隆该基因的cDNA全长为1281 bp,包含12个外显子和11个内含子,编码426个氨基酸,具有激酶结构域,其蛋白结构与粗山羊草亲缘关系较近.TaGSK5编码的蛋白为可溶性蛋白,等电点分别为8.53、8.57、8.79和8.54,分子量分别为48226.51、47602.69、48237.52和48314.58.二级结构元件以α-螺旋和不规则卷曲为主.TaGSK5基因在小麦根、茎、叶和穗中均有表达,但在穗中表达量较高;该基因在干旱胁迫处理后0~6 h表达下调,在盐胁迫下表达量没有显著变化.【结论】小麦TaGSK5包含4个同源基因,位于不同的染色体上,其编码氨基酸序列高度相似,该基因可能负调控小麦耐旱性,与盐胁迫无关.