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小麦S-腺苷甲硫氨酸代谢途径相关基因的抗旱节水功能分析

作　者: 李昌澎
导　师: 胡银岗
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 遗传学
关键词: 小麦 S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因 S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因 γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因干旱胁迫
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

水分是影响作物生长发育的重要因素,干旱缺水已经成为我国和世界许多国家和地区粮食生产面临的严重问题。小麦是我国第二大粮食作物,干旱和缺水严重制约小麦产量的稳定和提高,因此,研究小麦抗旱节水的分子基础,发掘并利用其抗旱水高效的相关基因,将为小麦抗旱节水性的遗传改良及调控提供有力的支撑。本研究对小麦S-腺苷甲硫氨酸代谢途径中三个重要基因——S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(SAMS)、S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因(SAMDC)和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因(γ-ECS),采用半定量RT-PCR对其在干旱胁迫和复水条件下的表达模式进行了分析,应用BSMV-VIGS技术对这三个基因进行沉默,分析其和抗旱性的关系。得到的主要结果如下:1.以小麦品种‘晋麦47’为材料,tublin作为内参基因,利用半定量RT-PCR,对SAMS、SAMDC和γ-ECS基因在正常供水及PEG-6000模拟水分胁迫6、12、24、48、75h以及复水3、6、9h时的小麦叶片中的表达模式分析表明,3个基因在正常生长情况下均有一定量的表达,SAMS和SAMDC基因在水分胁迫早期( PEG-6000胁迫6、12、24、48h)上调表达,水分胁迫后期(PEG- 6000胁迫75h)表达量下降;复水后3～6 h上调表达,复水9h后表达量下调至对照水平。γ-ECS基因在水分胁迫阶段呈上调表达,复水后表达量下调至对照水平。表明,小麦SAMS、SAMDC和γ-ECS基因的表达都受水分胁迫诱导, SAMS与SAMDC基因还参与水分胁迫后的复水调节。这些结果说明S-腺苷甲硫氨酸代谢途径在小麦抗旱节水中具有重要作用。2.以小麦品种‘晋麦47’为材料,扩增了S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(SAMS)、S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因(SAMDC)和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因(γ-ECS)的保守区序列,构建干扰载体,采用BSMV-VIGS技术对其进行沉默,对沉默植株及对照植株进行干旱胁迫及严重干旱胁迫后的复水处理,分析了其与抗旱性的关系。结果表明,沉默植株经干旱胁迫后较正常植株在形态上有明显的变化(其叶片的卷曲萎蔫程度较为突出),说明目的基因被沉默后,与对照相比,其植株更易受干旱胁迫的影响,初步表明SAMS、SAMDC和γ-ECS基因在小麦抗旱节水中具有重要功能,S-腺苷甲硫氨酸代谢途径在小麦抗旱节水中具有潜在的利用价值。

小麦S-腺苷甲硫氨酸代谢途径相关基因的抗旱节水功能分析

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