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小麦是我国重要的粮食作物之一。近年来,由于温室效应的影响,全球平均气温上升,高温灾害出现的频率增加,严重影响了小麦的产量和品质。因此,开展小麦的耐热性研究具有重要意义。
利用Real-time PCR方法,分析了小麦TaCDPK和TaPK基因在耐热基因型TAM107和热敏感基因型中国春中的动态表达模式。结果表明:TaCDPK基因在耐热基因型TAM107中热处理30min后表达达到最高,而TaPK基因在热敏感基因型中国春中热处理20min后该基因的表达就已经达到了最高,而后又都急剧下降。TaPK基因在两种基因型中都是处理20min后表达达到最高,但是在在耐热基因型TAM107中上调的的倍数比较大。总之,TaCDPK基因在两种基因型间的表达是相似的,而TaPK基因则是不同的。
为了研究基因的生物学功能,构建了上述两个基因的植物双元超表达载体并采用农杆菌介导法转化模式植物拟南芥,分别获得了上述两个基因的超量表达转基因拟南芥株系。结果显示:
与野生型相比,大部分TaCDPK转基因植株表型没有变化,2个株系表型为叶片呈现缺刻、变黄、长势不好等异常现象。热胁迫后TaCDPK转基因株系电导率与野生型相比存在显著性差异,其中1个转基因株系的成活率明显高于野生型,推测TaCDPK基因可能对植物苗期耐热性有一定的作用。
与TaCDPK转基因植株表现相似,TaPK转基因植株表型没有变化,但热胁迫后2个转基因株系的电导率与野生型存在极显著性差异,4个转基因株系成活率明显高于野生型,推测TaPK基因有可能对植物苗期耐热性起着重要作用。