农业生物技术学报

作者：苑赛男, 胡栋, 刘畅, 彭义峰, 张华宁, 张玉杰, 张园园, 于学超, 李国良, 郭秀林

单位：1 河北省农林科学院 遗传生理研究所/河北省植物转基因中心,石家庄 050051; 2 河北师范大学 生命科学学院,石家庄 050024; 3 南京农业大学 植物保护学院,南京 210095; 4 石家庄市农林科学研究院,石家庄 050000

关键词：小麦热激转录因子(TaHsfs),生物学特性,亚细胞定位,耐热性调控,

基金：国家重点研发项目(2018YFD0300504); 河北省自然科学基金重点项目(C2016301085); 河北省自然科学基金(C2019301133); 河北省现代农业科技创新工程项目(494-0402-YBN-S2XB; 494-0402-YBN-C7GQ)

植物中的热激转录因子(heat shock transcription factors, Hsfs)在耐热性获得、耐热性传代记忆及其他胁迫过程中发挥重要的调控作用。本研究通过同源克隆技术从37 ℃热胁迫1.5 h的小麦(Triticum aestivum)幼叶中克隆获得一个新的基因TaHsfA2-12 (GenBank No. MK931301),其编码序列全长1 134 bp,编码377个氨基酸残基。蛋白质序列含DNA结合结构域(DNA binding domain, DBD)、核定位信号序列RRKELAEALLSKKRGR、核输出信号序列LLSLGLE和激活域序列ESFWKELLSL。TaHsfA2-12蛋白质与粗山羊草(Aegilops tauschii)中AtHsfA2蛋白一致性高达98%。通过瞬时转化烟草(Nicotiana tabacum)表皮细胞并经4',6-二脒基-2-苯基吲哚(4',6-diamidino-2-phenylindole, DAPI)染色发现,正常条件下该蛋白定位于细胞核。qRT-PCR分析表明,正常生长条件下TaHsfA2-12在小麦幼嫩和成熟的根、茎、叶以及雌蕊、雄蕊、萼片、幼胚和成熟胚等多个组织中组成型表达,多数组织中表达量较低,成熟种子中表达量较高(P<0.05)。37 ℃热胁迫和20% PEG6000显著上调TaHsfA2-12的表达(P<0.05),水杨酸(salicylic acid, SA)和过氧化氢则下调该基因表达。表型观察显示,TaHsfA2-12不仅能提高热胁迫下转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株的基础耐热性和获得耐热性,还能恢复拟南芥缺失突变体AtHsfA2的耐热表型,不同株系叶绿素含量与表型相一致。不同热胁迫处理后,转基因拟南芥植株多个热激蛋白(heat shock protein, Hsp)基因的表达均高于野生型对照。本研究结果为深入研究小麦Hsfs家族基因特性与功能提供理论依据。

来源：2020年第7期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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