泛素耦合酶TaUBC是小麦非生物胁迫抗性相关基因

【作者】 张祥云； 孙雯雯； 陈新； 李鑫虹； 赵庆臻；

【机构】 聊城大学生命科学学院； 中国科学院遗传与发育生物学研究所；

【摘要】 小麦是我国重要的粮食作物,鉴定小麦非生物胁迫响应关键基因,是利用植物基因工程培育对非生物胁迫高耐受性小麦的基础,对我国农业生产具有重要意义。泛素蛋白酶体系统是调节植物生长发育及非生物胁迫应答的重要途径,泛素耦合酶是该系统的关键酶之一。小麦泛素耦合酶家族成员TaUBC是通过抑制消减杂交鉴定出的潜在杂种优势相关基因。体外泛素化活性分析证实TaUBC是一个有活性的泛素结合酶,且其85位Cys是关键作用位点。以中国春小麦为材料进行的组织特异性表达分析发现TaUBC在小麦根和叶中的转录水平明显高于茎,且其表达受到ABA、NaCl和Mannitol的诱导。蛋白亚细胞定位显示TaUBC在烟草叶肉细胞中广泛分布。对35S-Myc-TaUBC及35S-Myc-TaUBCC85S高表达转基因拟南芥的表型分析发现,在ABA、NaCl、Mannitol及干旱胁迫下,35S-Myc-TaUBC转基因株系耐受性均明显提高,而35S-Myc-TaUBCC85S转基因株系则更为敏感。对多个胁迫标记基因的qPCR分析结果显示TaUBC可能通过RD29B来调控植物对ABA、干旱等非生物胁迫的响应。用PEG6000对10个不同品种小麦进行处理,发现TaUBC的转录水平明显下调,说明小麦体内TaUBC的功能的确与干旱胁迫响应相关,但其作用机理需要进一步分析。本结果为深入分析小麦体内的TaUBC调控非生物胁迫响应的机理打下了较好的基础。更多还原