小麥TaXTH-7A基因的克隆及抗旱性鑒定

摘要：小麥(Triticum aestivum)是我國重要的糧食作物之一,然而干旱等逆境嚴重影響了小麥的品質和產量。篩選抗逆基因,解析其作用機理,可以為小麥抗逆分子育種提供候選基因和理論依據。木葡聚糖內糖基轉移酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase, XET/XEH)統稱為XTH,屬于糖苷水解酶16 (glycoside hydrolase 16, GH16)家族,參與細胞壁的形成與重構,在植物生長發育和抗逆境中發揮重要作用。本研究克隆得到小麥木葡聚糖內轉糖苷酶基因TaXTH-7A (GenBank No. MK395550),發現其包含3個外顯子和2個內含子,CDS區全長870 bp,編碼290個氨基酸。蛋白序列含有XET特有的結構域,且在不同物種間高度保守。系統進化樹分析表明,XTH-7A蛋白在單子葉與雙子葉之間、C3與C4植物之間均發生演化,與節節麥親緣關系最近。qRT-PCR結果顯示,TaXTH-7A基因在抽穗期小麥的根、莖、葉和穗中均有表達,在根中優勢表達;干旱脅迫后其表達量在4 h達到峰值。亞細胞定位結果顯示TaXTH-7A蛋白定位在細胞質、細胞膜以及質外體。功能鑒定表明過表達TaXTH-7A提高了轉基因擬南芥(Arabidopsis thaliana)的抗旱性。本研究有助于進一步研究小麥TaXTH-7A基因的功能,也為小麥抵抗非生物脅迫提供了理論依據。