小麦生长、成熟和产量负调控基因TaJIP2的克隆及功能分析

为探究茉莉酸(JA)对小麦光合作用效率、小麦生长、成熟和产量的调控作用。试验采用同源克隆的方法,从小麦百农207中扩增到了一个小麦茉莉酸诱导蛋白基因TaJIP2,对TaJIP2进行组织差异表达分析,并构建TaJIP2基因RNA干扰(RNAi)载体后对小麦进行遗传转化及功能分析。结果表明,TaJIP2基因在各个部位均有表达,其中在颖壳中表达量最高;沉默TaJIP2基因显著提高JA生物合成关键酶丙二烯氧化物环化酶(AOC)和12-氧-植物二烯酸还原酶(OPR)活性和JA含量,其中根系中JA含量差异最大。沉默TaJIP2基因显著促进小麦根系和地上部分生长,其中根系生长状况差异更显著;根尖细胞超微结构观察结果显示,沉默TaJIP2基因小麦植株根尖细胞结构完整,细胞内各细胞器种类和数量丰富,细胞活性强,从而促进了根系生长。此外,沉默TaJIP2基因显著提高了小麦叶片光合作用效率,且抽穗时间提前,显著增加了小麦籽粒的粒长和粒宽及单株的穗数、穗粒数、千粒质量和单株产量。以上结果表明,RNAi诱导的TaJIP2基因沉默显著促进小麦植株生长、提前成熟和高产,表明TaJIP2是一个小麦生长、成熟和产量的关键负调控基因。

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