小麦IQM基因家族鉴定及非生物胁迫下表达分析

IQM基因是钙调素结合蛋白家族中的重要分支,在植物生长发育和应激反应中发挥重要作用。本研究利用生物信息学方法在小麦全基因组中鉴定出23个IQM基因家族成员,对其染色体位置、理化性质、系统进化关系、基因结构、蛋白保守结构域、启动子顺式作用元件和基因表达特性等进行了系统分析。结果表明,TaIQM基因家族成员随机分布在小麦18条染色体上,亚细胞定位结果显示所有基因均位于细胞核中,系统进化分析将其分为3个亚类,同一亚类间基因结构、蛋白保守结构域相似度较高,推测其功能相似;顺式作用元件分析表明,TaIQM基因家族成员启动子中含有多种与逆境胁迫及生长发育相关顺式作用元件;转录组数据分析显示,TaIQM基因家族成员在不同时期的根、茎、叶、穗和籽粒中表达量存在显著性差异;qRT-PCR分析显示,在小麦苗期地上部和地下部,TaIQM基因响应干旱、低温、高温、NaCl、ABA等多种胁迫,显示上调或下调表达。初步推断这些基因可能通过Ca^(2+)信号通路参与非生物胁迫调控,研究结果为全面解析TaIQM基因结构与生物学功能、非生物胁迫响应分子机制提供依据。

小麦TaMYB35基因的克隆与表达分析

MYB类转录因子是高等植物中最大的转录因子家族之一,参与植物多种生命活动的调控。近年来的研究表明,MYB类转录因子在花发育过程的各个阶段以及花器官的不同部分发挥调控作用。为研究MYB转录因子在小麦(Triticum aestivum L.)穗部发育中的作用,对小麦最新基因组数据进行分析,以拟南芥花药发育调控基因AtMYB35通过同源克隆法获得小麦直系同源MYB基因,根据其染色体位置分别命名为TaMYB35A、TaMYB35B、TaMYB35D,并对其进行了分析。序列分析表明:TaMYB35A、TaMYB35B和TaMYB35D分别含有921 bp、924 bp和924 bp的完整开放阅读框,分别编码307个、308个和308个氨基酸;TaMYB35A、TaMYB35B和TaMYB35D蛋白序列N端均含有2个MYB结构域,为MYB基因家族中的R2R3-MYB类转录因子。系统进化分析表明:TaMYB35A与二粒小麦处于同一分支,其亲缘关系更近;TaMYB35B和Ta MYB35D处于同一分支,亲缘关系更近。荧光定量表达分析表明:TaMYB35A、TaMYB35B和TaMYB35D主要在雄蕊中表达,小穗(除去雄蕊)中少量表达,其他组织基本不表达。不育和可育环境下,TaMYB35A表达有显著差异。本研究明确了Ta MYB35在小麦花药发育过程中的表达特性,为研究二系杂交小麦分子育种提供新基因资源。