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小麦中国春 NAM 转录因子 Gpc-1和 Gpc-2灌浆期时空表达模式分析

吴丹 董剑 要燕杰 赵万春 高翔 中国农业科学 2015年第07期

摘要:【目的】对面包小麦(Triticum aestivum L.)中国春 NAM 转录因子 Gpc-1(TaNAM-A1、TaNAM-B1、TaNAM-D1)和 Gpc-2(TaNAM-B2、TaNAM-D2)灌浆期的表达模式进行全面系统的分析,为深入了解其协同调控籽粒发育时期组织衰老和矿物元素转运的方式及各基因间相互作用提供参考。【方法】从中国春中克隆 Gpc-1和 Gpc-2的全长cDNA 编码序列并进行序列比对分析。采用荧光定量 PCR (qRT-PCR)定量分析各基因在不同组织中的表达特性。以多个经评估的稳定基因作为内参,并采用 Pfaffl 法对 Gpc-1和 Gpc-2的相对表达量进行计算。针对 Gpc-1和 Gpc-25′或3′非翻译区(UTR)的差异核苷酸序列设计5条特异性寡核苷酸探针,地高辛标记后利用 mRNA 原位杂交技术分别在花后的旗叶、穗下节及籽粒中对基因的表达进行组织定位。【结果】利用一对特异性引物,从中国春中克隆到 TaNAM-A1、TaNAM-B2、TaNAM-D1、TaNAM-D2以及具有功能的 TaNAM-B1,且其核酸序列与野生二粒小麦(Triticum turgidum var.dicoccoides)野生型 TtNAM-B1完全一致。Gpc-1和 Gpc-2的转录本均广泛地分布于倒二叶、旗叶、穗下节、颖壳、穗轴及籽粒中。但不同于 Gpc-1, Gpc-2在花后的根中并不表达。mRNA 原位杂交结果显示,Gpc-1和 Gpc-2具有相同的组织表达特异性,除叶表皮细胞、种皮和果皮外普遍在旗叶、穗下节以及籽粒的其他细胞类型中具有表达。其转录本大量积累于叶肉细胞,而在穗下节及叶片维管束中表达量则相对较低。籽粒中 Gpc-1和Gpc-2的表达具有不均一性,其转录水平在胚中较高,与矿物元素运输相关的主要组织(维管束、色素链、珠心突出及传递细胞)及糊粉层中次之,而胚乳中表达量相对较低。qRT-PCR 结果显示各 NAM 基因的表达特性在不同组织及基因间存在差异。TaNAM-D2在各组织中表达量均最低;籽粒中 TaNAM-D1丰度最高�

关键词:小麦灌浆期衰老物质转运表达模式

单位:西北农林科技大学农学院 陕西杨凌712100 陕西省小麦工程技术研究中心/陕西省小麦新品种培育研究中心 陕西杨凌712100

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