杂交小麦抗坏血酸过氧化物酶基因克隆及其在种子老化中的潜在功能分析

• 作者: 岳洁茹 白建芳 张风廷 郭丽萍 苑少华 李艳梅 张胜全 赵昌平 张立平
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: BS型杂交小麦 人工老化 抗坏血酸过氧化物酶 基因克隆 表达分析
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 405-415
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.01049

摘要

以BS型二系杂交小麦BS1453/11GF5135及其BS1453 (母本)、11GF5135 (父本)的种子为材料, 在BS1453/11GF5135中通过同源克隆获得抗坏血酸过氧化物酶基因TaAPX。该基因包含一个832 bp的ORF, 共编码277个氨基酸。通过进一步生信分析预测miRNA与TaAPX基因的互作关系, 发现TaAPX基因可能受miR396等抗逆及种子活力相关miRNAs的调控。另外通过蛋白互作预测分析, 发现APX蛋白主要与氧化还原相关的酶互作反应。通过对不同老化时间的父母本及杂交种的胚进行qPCR及酶活性分析, 发现TaAPX基因在杂交种及亲本中的表达趋势是先被诱导上调表达, 后下调表达, 但杂交种子内TaAPX基因的表达量在第7天才开始下降, 而亲本种子内TaAPX基因的表达量在第5天开始下降, 且miR396与TaAPX互为拮抗作用。随着老化时间的延长, 亲本种子内APX酶活性表现为下降趋势, 杂交种子内APX酶活性在第3天呈短暂下降趋势, 随后上升, 第9天开始下降, 表明在老化条件下杂交种子内APX酶清除体内过氧化物的能力高于亲本, 即杂交种抗老化能力高于其父母本, 且TaAPX基因对种子活力的调控是一个复杂的多因素参与的调控过程。本研究为进一步研究BS型杂交小麦种子活力的分子调控机理奠定了一定的基础。