小麦TaPIF4-1B基因的克隆与功能解析

作者:史新月; 石芳慧; 张舒梦; 郭金良; 王志成; 李世锋; 孙风丽; 奚亚军; 张超
来源:分子植物育种, 2022, 1-17.

摘要

光敏色素互作因子基因TaPIF4-1B (Phytochrome interacting factors 4 on 1B chromosome in Triticum aestivum L.)在小麦干旱与高温互作胁迫中发生显著差异表达,解析TaPIF4-1B在非生物胁迫响应过程中的作用具有重要意义。本研究从普通小麦中克隆了TaPIF4-1B的编码序列,对其表达模式、生物信息学特性进行了分析,并利用异源过表达技术在拟南芥中解析了TaPIF4-1B在ABA (脱落酸)和高温胁迫下的表型反应。结果显示:TaPIF4-1B在小麦灌浆中后期的叶片中表达量较高,且在高温和干旱与高温复合胁迫下表达差异更为显著。该基因编码区全长1 368 bp,编码455个氨基酸,预测蛋白分子量为48.51 kD,等电点为6.61。具有经典的bHLH结构域,在不同物种间保守性较强,同野生二粒小麦PIF4的亲缘关系最近。启动子序列中含有脱落酸响应元件ABRE、生长素响应元件TGA-element和茉莉酸甲酯响应元件CGTCA-motif和TGACG-motif。ABA处理条件下转基因和野生型拟南芥发芽率和发芽势均显著降低,但差异并不显著。转基因拟南芥较野生型拟南芥开花早。高温胁迫条件下,过表达拟南芥表现出叶片衰老进程加快、叶片卷曲、叶柄伸长等形态特征。以上研究结果分析了TaPIF4-1B基因在高温、ABA处理等胁迫下的功能,为深入解析其在非生物胁迫中的响应网络和作物抗逆分子育种提供了参考。