小麦热激转录因子TaHsfA2-5的耐热性分析

热激转录因子(heat shock transcription factor,Hsf)在真核生物中广泛存在,通过调控下游转录因子、功能酶以及分子伴侣的表达从而响应多种非生物胁迫。该研究以小麦(Triticum aestivum)品种‘沧6005’幼苗为材料,采用同源克隆技术从37℃热胁迫处理的二叶一芯幼叶中克隆目的基因TaHsfA2-5,并分析该基因的亚细胞定位,经农杆菌介导、利用蘸花法转化拟南芥野生型植株,筛选阳性苗进行基础耐热性和获得耐热性分析,并对热胁迫后转基因拟南芥HSR基因的表达进行分析,以探讨小麦热激转录因子TaHsfA2-5基因的生物学功能。结果表明:(1)成功获得小麦热激转录因子基因TaHsfA2-5,该基因编码405个氨基酸,分子量为44.9 kDa;序列比对分析显示,小麦TaHsfA2-5蛋白与大麦HvHsfA2b蛋白相似性最高,达到88.07%。(2)激光共聚焦显微镜观察表明,小麦TaHsfA2-5蛋白定位于细胞核。(3)qRT-PCR分析发现,TaHsfA2-5在小麦成熟的根、雄蕊、雌蕊、萼片、成熟种子以及幼胚中呈现出较高的表达水平;在热胁迫条件下,TaHsfA2-5在小麦叶片以及根中呈现出不同程度的上调表达趋势。(4)表型观察发现,与野生型拟南芥相比,转小麦TaHsfA2-5基因拟南芥能够提高热胁迫下植株的基础耐热性和获得耐热性,同时能够恢复拟南芥缺失突变体AtHsfA2的耐热表型,热胁迫下不同株系叶绿素含量与表型相一致。(5)HSR基因表达分析发现,过表达TaHsfA2-5拟南芥均能够不同程度地上调所检测的HSR基因的表达量,表明小麦TaHsfA2-5基因可能通过调控多个拟南芥热胁迫相关基因的表达,从而增强其热胁迫耐性。