小麦脂质转运蛋白基因TaLTP克隆及功能分析

摘要

小麦(Triticum aestivum L.)作为人类的主要的粮食作物之一，分布于世界五大洲的各个国家。作为固着生物其生长发育也受到环境等多方面的影响，比如干旱、盐碱、低温等。这些非生物胁迫均会对小麦产量造成不同程度的影响。为了保障小麦的高产稳产，除了改善小麦的生长环境外，还可以从小麦内部挖掘和利用关键基因从而提高小麦对非生物胁迫的耐受力。脂质转运蛋白(lipid transfer protein, LTP)是广泛存在于植物中的一类小分子蛋白，因其能够在植物细胞膜之间运输脂类物质而命名，在植物角质层合成和适应多种环境胁迫中起重要作用。本研究通过同源克隆得到小麦脂质转运蛋白基因TaLTP-s，分析其在ABA、PEG、NaCl、低温等胁迫处理下的表达模式，并进行了转TaLTP-s拟南芥对胁迫处理的响应分析， TaLTP-s基因定位及全长序列的多态性分析，以及小麦TaLTP-s单倍型与农艺性状之间的关联分析，为利用小麦脂质转运蛋白基因改良作物抗逆性提供依据。
　　本研究主要内容包括：⑴同源克隆得到TaLTP-s的cDNA全长序列510 bp，开放阅读框为339 bp，编码112个氨基酸。其蛋白序列包含有8个半胱氨酸残基，属于nsLTP-like家族。通过烟草瞬时表达和小麦原生质体亚细胞定位显示TaLTP-s定位于细胞膜和细胞质中。⑵组织表达分析发现小麦开花期TaLTP-s在小花中表达量较高，尤其是在花药中的表达量远高于根和叶。在ABA、PEG、NaCl及4oC低温胁迫诱导下，小麦TaLTP-s均上调表达，可能与抗逆性调节相关。⑶在胁迫处理下，过表达TaLTP-s转基因拟南芥耐盐性及细胞膜稳定性显著高于对照组，且在不同浓度的ABA和甘露醇胁迫下，转基因株系的侧根密度显著高于对照。因此小麦TaLTP-s是一个与高盐等非生物胁迫耐性相关的基因。⑷小麦TaLTP-s基因序列包括基因区和启动子区共2.77 kb，利用中国春缺-四体和偃展1号及内乡188构成的RIL群体将TaLTP-s定位于1A染色体上，距离两侧标记WMC449和WMC93的遗传距离分别为2.1cM和5.9cM。⑸在TaLTP-s基因启动子区域检测到8个SNP位点，构成三种单倍型。利用其中2个SNP位点(A/G、C/T)，开发dCAPS标记区分三种单倍型。利用GLM模型进行关联分析的结果表明：三种单倍型分别与株高(PH)、茎秆穗下节长(PLE)及倒二节长(LPN)显著或极显著相关，HapⅠ和HapⅢ是增加株高的单倍型，其中SNP1-G位点为增加单株穗数的优异等位变异；SNP2-C位点为增加株高的等位变异。

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第一章 引言

1.1 非生物胁迫对小麦的影响

1.2 小麦适应非生物胁迫的机制

1.3 脂质转运蛋白基因研究进展

1.4 单核苷酸多态性的研究进展

1.5 单倍型与关联分析

1.6 本研究的目的意义和技术路线

第二章 小麦TaLTP-s基因克隆与功能分析

2.1 实验材料及试剂

2.2 实验方法

2.3 数据统计分析

2.4 结果与分析

2.5 讨论

第三章 小麦TaLTP-s定位、单倍型及其关联分析

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

第四章 全文结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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