小麦TaKu70和TaKu80基因的克隆和分析

Ku蛋白与动植物细胞DNA损伤修复和辐射敏感性有着密切联系,其功能及表达正常与否,关系到细胞DNA双链断裂(DSBs)的修复能力。为研究Ku蛋白在小麦DNA损伤修复和对辐射敏感性中的作用,本实验室克隆了完整的小麦Ku70和Ku80 cDNA序列,分别命名为TaKu70和TaKu80。小麦TaKu70和TaKu80分别编码626个和706个氨基酸残基的Ku70/Ku80蛋白序列。多重序列分析表明小麦Ku70蛋白与水稻Ku70和拟南芥Ku70蛋白的同源性分别为94%和78%;小麦Ku80蛋白与水稻Ku80和拟南芥Ku80蛋白的同源性分别为85%和69%。结构域和功能分析表明小麦Ku70/Ku80蛋白含有Ku蛋白的核心组分———Ku70/Ku80-core结构域,以及只有真核生物Ku蛋白才有的vWA结构域。

小麦^(60)Coγ射线辐照后TaKu70和TaKu80基因应答模式及基因组多态性分析

本研究以冬小麦品种京411(J411)和邯6172(H6172)为材料,探讨60Coγ射线辐照后辐照敏感性、TaKu70和TaKu80基因应答模式与M1代基因组AFLP多态性频率之间的关系。结果表明,60Coγ射线辐照对小麦的生长具有明显抑制作用,其中J411的辐照敏感性高于H6172。在J411和H6172中TaKu80基因对60Coγ射线辐照做出表达量上调的应答,但TaKu70基因的表达则没有明显变化,其中J411中TaKu70和TaKu80基因的表达水平低于H6172。60Coγ射线辐照导致J411和H6172的M1代基因组多态性频率升高,其中J411中多态性频率上升的水平明显高于H6172。由此可见,TaKu70和TaKu80基因的表达水平及辐照应答模式与小麦品种辐照敏感性和辐照后代基因组多态性具有密切关系,有可能成为改善小麦品种辐照敏感性、提高诱变育种效率研究中极具应用潜力的新途径。

小麦微核心种质γ射线辐射敏感性分析

以259个小麦微核心种质为材料进行剂量为0、100、150、250 Gy的60Coγ射线辐照处理,探讨小麦微核心种质的γ射线辐射敏感性分布,以及DNA损伤修复基因TaKu70和TaKu80对辐照的应答模式。结果表明,小麦微核心种质的苗高损伤率与γ射线辐照剂量间存在着3种函数关系:对数、线性、幂函数。以苗高损伤率为50%时的辐照剂量HD50作为主要的辐射敏感性分型指标,分别统计不同函数关系的微核心种质落入不同剂量区间的基因型个数,并依此将259份微核心种质分为敏感型(10)、较敏感型(96)、较钝感型(101)、钝感型(52)。对数函数关系中以敏感型和较敏感型为主,随着γ射线辐照剂量的增加TaKu70和TaKu80基因的相对表达量与对照相比总体升高,但变化不明显;线性函数关系中以较敏感型和较钝感型为主,TaKu70和TaKu80基因的相对表达量与对照相比总体升高,随剂量的增加而逐渐递增;幂函数关系中以较钝感型和钝感型为主,TaKu70和TaKu80基因的相对表达量与对照相比总体升高,但随剂量的增加呈现先增加后降低的趋势,一般相对表达量的峰值出现在150 Gy。