小麦ERF转录因子基因TaERF1-A调控小麦耐盐性的功能研究

　　

摘要：

【目的】ERF转录因子在调控植物非生物胁迫反应中发挥重要作用。研究小麦ERF转录因子基因TaERF1-A的耐盐功能，为小麦耐盐品种的培育提供有价值的基因资源和理论依据。【方法】使用qRT-PCR检测盐胁迫下TaERF1-A的表达模式；采用PlantCARE预测TaERF1-A启动子的顺式作用元件；利用烟草瞬时表达技术对TaERF1-A蛋白亚细胞定位进行分析；构建TaERF1-A小麦沉默载体和过表达载体，通过农杆菌介导的方法，获得小麦过表达和瞬时沉默株系；对转基因植株进行耐盐性鉴定和生理指标测定；通过酵母双杂交筛选TaERF1-A的互作蛋白，利用双分子荧光互补（BiFC）和荧光素酶互补（LCA）试验进一步验证互作关系；应用双荧光素酶（LUC）试验研究互作蛋白和TaERF1-A对胁迫相关基因启动子的影响。【结果】TaERF1-A启动子中含有多种与非生物胁迫相关的顺式调控元件，编码蛋白定位于细胞核。在盐胁迫下，TaERF1-A显著上调表达，沉默TaERF1-A小麦株系的MDA含量上升，而脯氨酸含量和抗氧化酶（POD、CAT和SOD）的活性均降低，胁迫响应（TaDREB1和TaERF3）和抗氧化酶基因（TaPOD、TaCAT和TaSOD）的表达被抑制；过表达TaERF1-A植株的MDA含量降低，而脯氨酸水平升高，POD、CAT和SOD活性增强，TaDREB1、TaERF3、TaPOD、TaCAT和TaSOD的表达水平上调，结果表明，在盐胁迫下，小麦TaERF1-A正向调控小麦耐盐性。通过酵母双杂交（Y2H）、双分子荧光互补（BiFC）和荧光素酶互补（LCA）试验，证实在酵母和烟草细胞中TaERF1-A和TaNAC48存在互作关系。TaNAC48的表达受到盐胁迫诱导，TaNAC48与TaERF1-A的共表达提高了胁迫相关基因启动子的激活活性。【结论】小麦TaERF1-A在盐胁迫过程中发挥正向调控作用，过表达和沉默TaERF1-A分别增强和减弱了转基因小麦的耐盐性；TaERF1-A可能与TaNAC48蛋白协作，调控胁迫相关基因表达，提高小麦耐盐性。