【摘要】：膨脹素(expansin)是植物生長發(fā)育過程中誘導(dǎo)細胞壁松弛和伸展的蛋白,包括EXPA、EXPB、EXLA、EXLB四個基因家族,對植物根系的形成及快速發(fā)育具有重要作用。本試驗以寒地冬小麥品種東農(nóng)冬麥2號兩葉一心期的根為材料,克隆了TaEXPA7基因的3個CDS全長,其氨基酸序列同源性較高,僅信號肽處有兩個氨基酸不同,其核酸序列長度均為777bp,編碼258個氨基酸,分別命名為TaEXPA7-A、TaEXPA7-B、TaEXPA7-D,且分別定位于2AL、2BL、2DL染色體。蛋白均含有DPBB-1和Pollen-allerg-1兩個保守結(jié)構(gòu)域,分子量為27 670.74Da,等電點為8.09,均為疏水性蛋白;與節(jié)節(jié)麥、二穗短柄草的相似性分別為99%和92%。采用兩葉一心期的根進行qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn),TaEXPA7-A/B/D三個基因在根尖中的表達量均較高,伸長區(qū)和成熟區(qū)次之;對冬小麥根進行低溫、干旱和激素處理后,這三個基因均下調(diào)表達,并且TaEXPA7-B基因的相對表達量較高,TaEXPA7-D的相對表達量較低。由此可見,多倍體小麥不同染色體上的基因在應(yīng)對不同環(huán)境脅迫時,表達以及應(yīng)答模式存在差異,并且在不同的環(huán)境脅迫下,發(fā)揮主導(dǎo)作用的染色體也存在差異;此外,該基因在根中的表達可能與低溫、干旱以及外源激素的脅迫有一定的關(guān)系,可能是促進根系生長的重要基因。
【圖文】：

１兩個保守結(jié)構(gòu)域，其三級結(jié)構(gòu)沒有明顯差異（圖３）。利用ＤＮＡＭＡＮ進行氨基酸同源比對結(jié)果（圖４）表明，３條序列僅在信號肽處有兩個氨基酸的編碼存在差異。而冬小麥與春小麥中ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ僅在核苷酸序列中存在堿基差異，蛋白序列不存在差異。眾所周知，一般的蛋白質(zhì)都通過保守的結(jié)構(gòu)域行使其功能，而本試驗中的這３條氨基酸序列僅在信號肽處存在差異，其功能是否相似還有待研究。Ｍ為ＤＬ２０００，１為樣品Ｍ：ＤＬ２０００，１：Ｓａｍｐｌｅ圖２ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／ＤＣＤＳ的ＰＣＲ擴增結(jié)果Ｆｉｇ．２ＰＣＲａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／ＤＣＤＳ圖３ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ編碼蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的預(yù)測Ｆｉｇ．３ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｒｔｉａｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｒｏｔｅｉｎｓｅｎｃｏｄｅｄｂｙＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ２．３ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ基因的序列比對和系統(tǒng)進化樹的構(gòu)建在ＮＣＢＩ數(shù)據(jù)庫中進行ＢＬＡＳＴ檢索，發(fā)現(xiàn)ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ基因序列與節(jié)節(jié)麥（ＸＰ＿０２０１６２６５１．１）、二穗短柄草（ＸＰ＿００３５８０３８４．１）、水稻（ＸＰ＿０１５６３６８１８．１）等大多數(shù)單子葉植物的同源性較高，表明ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ基因普遍存在于單子葉植物中。用ＣｌｕｓｔａｌＸ軟件對這些氨基酸序列進行多序列比對，用ＭＥＧＡ６．０進行系統(tǒng)進化樹的構(gòu)建（圖５），并用ＢＯＸＳＨＡＤＥ對這些氨基酸序列進行著色，分析其結(jié)構(gòu)（圖６）。結(jié)果表明

酸的編碼存在差異。而冬小麥與春小麥中ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ僅在核苷酸序列中存在堿基差異，蛋白序列不存在差異。眾所周知，一般的蛋白質(zhì)都通過保守的結(jié)構(gòu)域行使其功能，而本試驗中的這３條氨基酸序列僅在信號肽處存在差異，其功能是否相似還有待研究。Ｍ為ＤＬ２０００，１為樣品Ｍ：ＤＬ２０００，１：Ｓａｍｐｌｅ圖２ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／ＤＣＤＳ的ＰＣＲ擴增結(jié)果Ｆｉｇ．２ＰＣＲａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／ＤＣＤＳ圖３ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ編碼蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的預(yù)測Ｆｉｇ．３ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｒｔｉａｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｒｏｔｅｉｎｓｅｎｃｏｄｅｄｂｙＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ２．３ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ基因的序列比對和系統(tǒng)進化樹的構(gòu)建在ＮＣＢＩ數(shù)據(jù)庫中進行ＢＬＡＳＴ檢索，發(fā)現(xiàn)ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ基因序列與節(jié)節(jié)麥（ＸＰ＿０２０１６２６５１．１）、二穗短柄草（ＸＰ＿００３５８０３８４．１）、水稻（ＸＰ＿０１５６３６８１８．１）等大多數(shù)單子葉植物的同源性較高，表明ＴａＥＸＰＡ７－Ａ／Ｂ／Ｄ基因普遍存在于單子葉植物中。用ＣｌｕｓｔａｌＸ軟件對這些氨基酸序列進行多序列比對，用ＭＥＧＡ６．０進行系統(tǒng)進化樹的構(gòu)建（圖５），，并用ＢＯＸＳＨＡＤＥ對這些氨基酸序列進行著色，分析其結(jié)構(gòu)（圖６）。結(jié)果表明，這些基因序列均具有信號肽和兩個保守結(jié)構(gòu)域（ＤＰＢＢ－１和Ｐｏｌｌｅｎ－ａｌｌｅｒｇ－１），小麥與節(jié)節(jié)麥的氨基酸序列相似性最高，親緣關(guān)系最近。
【作者單位】： 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院;哈爾濱學(xué)院;
【基金】：國家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金項目(J1210069) 中俄國際合作項目(2013DFR30270)
【分類號】：S512.1

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本文編號：2535491