小麦生长素结合基因TaABP1-D的克隆、功能标记开发及其与株高的关联

生长素在植物生长发育过程中通过建立浓度梯度来调控植物的株型。ABP1(auxin binding protein)作为生长素受体,在质膜上相关生长素响应活动中起重要作用。本研究从普通小麦中国春基因组数据库中分离了TaABP1基因的基因组序列,根据基因组间序列差异将TaABP1定位于小麦第5同源群。在中国春中克隆得到TaABP1-D基因的gDNA和cDNA序列。TaABP1-D基因的开放阅读框为1887bp,编码205个氨基酸,含有ABP1蛋白典型的内质网滞留信号KDEL及Box区域。表达分析表明,TaABP1-D在普通小麦中国春拔节期的根、茎基部、茎上部和叶尖均有表达,相对表达量为叶尖>茎上部>根>茎基部,与小麦的株型发育关系密切。系统发育分析表明,ABP1基因在植物中较为保守,TaABP1-D是水稻OsABP1的直向同源基因。针对TaABP1-D基因上游调控区重复序列差异(GT)6/5开发了一个SSR标记,该标记在W7984×Opata85重组自交系(RIL)群体中对株高的表型变异解释率为9.7%,是一个与株高极显著关联的功能标记;其中对应高秆类型的等位变异属野生种特有,在栽培种中被淘汰,推测TaABP1-D基因在小麦驯化过程中可能经历了瓶颈效应。

小麦生长素结合基因TaABP1-D的表达与染色体定位

生长素影响了植物生长发育的诸多过程。生长素结合蛋白ABP1(auxin binding protein)作为一种生长素受体,在质膜上生长素诱导的快速反应中起重要作用。小麦中已经克隆获得了TaABP1-D,但其在细胞中的作用位置以及在染色体的定位情况仍不明确。本研究利用洋葱表皮细胞瞬时表达系统对小麦生长素结合基因TaABP1-D进行亚细胞定位,结果表明TaABP1-D蛋白为膜蛋白,存在于细胞质和细胞膜中;同时利用中国春缺体-四体材料和信息学方法,将TaABP1-D定位在小麦5D染色体长臂的近着丝粒位置上,距两侧EST标记BE490079和BE405060的遗传距离分别为0.51 c M和0.28 c M。