【摘 要】
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全球气候变暖已经成为不争的事实,极端天气的频繁出现会对农作物的生长发育以及产量造成不可逆的破坏。高温胁迫是影响农作物生长和限制作物产量提高的主要非生物胁迫因素之一,培育耐高温农作物品种是当前作物育种工作面临的一个重要课题。植物热激转录因子（Heat stress transcription factor,Hsfs）是植物转录因子家族中的重要成员,可以通过激活热激基因的表达而调控植物对于高温胁迫的响
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（31171546）； 转基因生物新品种培育重大专项（2011ZX0800200）；
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全球气候变暖已经成为不争的事实,极端天气的频繁出现会对农作物的生长发育以及产量造成不可逆的破坏。高温胁迫是影响农作物生长和限制作物产量提高的主要非生物胁迫因素之一,培育耐高温农作物品种是当前作物育种工作面临的一个重要课题。植物热激转录因子（Heat stress transcription factor,Hsfs）是植物转录因子家族中的重要成员,可以通过激活热激基因的表达而调控植物对于高温胁迫的响应。目前关于植物Hsfs的研究主要集中在拟南芥（Arabidopsis thaliana）、水稻（OryzasativaL）、番茄（Solanum lycopersicum）等少数植物,而小麦（Triticum aestivum L）Hsf基因的克隆与功能分析则鲜有报道,对于小麦Hsfs的研究仍处于起始阶段,仍有大量的工作需要做。在本研究中,克隆得到了一个小麦Hsf基因TaHsf1,进行了多种胁迫条件下的表达模式分析,并且通过转化模式植物拟南芥初步分析了其功能。本研究的主要结果如下:（一）从小麦cDNA中克隆得到了TaHsf1基因,全长711bp,编码的氨基酸长度为236aa。系统进化分析表明TaHsf1属于C类Hsfs家族成员。利用Pfam、SMART、PredictNLS和NetNES等在线工具分析蛋白结构功能域,发现TaHsf1具有典型的Hsf结构域和完整的coiled-coil结构。多重序列比对发现TaHsf1与其他植物C类Hsfs氨基酸序列具有高度的保守功能区域,与水稻OsHsfC1b同源性达到77.78%,而与OsHsfC1a和AtHsfC1的同源性仅为35.06%和29.43%。（二）利用荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析了TaHsf1基因的在不同胁迫条件下的表达模式,发现TaHsf1基因同时受高温、低温、干旱、盐胁迫和脱落酸（Abscisicacid,ABA）的诱导。1.TaHsf1基因受高温胁迫诱导:1h时开始被诱导表达,表达量在2h时达到最大值;2.TaHsf1基因受低温胁迫诱导:在2h时开始明显被诱导表达,到4h时表达量达到峰值;3.TaHsf1基因受干旱胁迫诱导:在2h开始被诱导表达,在6h时表达量达到最大;4.TaHsf1基因受NaCl诱导:前两个小时并没有明显变化,4h之后其表达量才逐渐呈上升趋势,至12h时到达顶峰;5.TaHsf1基因受ABA诱导:ABA处理后,TaHsf1基因迅速呈现出表达量上升的趋势,1h达到最大值。结果表明,TaHsf1基因参与多种胁迫响应。（三）构建了亚细胞定位载体16318hGFP::TaHsf1,利用PEG诱导法将其转入小麦叶肉原生质体进行亚细胞定位。利用激光共聚焦显微镜观察目标蛋白和16318hGFP空载体的亚细胞定位情况。作为对照,16318h GFP空载体在小麦原生质体内的细胞质、细胞核、细胞膜上都有绿色荧光被激发出来,而目标蛋白TaHsf1,仅在细胞核中发出绿色荧光。说明TaHsf1定位在细胞核中。（四）构建植物表达载体pBI121::TaHsf1,并利用土壤农杆菌（Agrobacterium）介导的拟南芥转化技术获得转TaHsf1基因的拟南芥植株。对转TaHsf1基因的拟南芥T3代植株或种子的耐热性和抗旱能力进行了初步鉴定,结果表明TaHsf1基因的表达增强了拟南芥植株的耐热性和抗旱能力。研究结果为培育转TaHsf1基因作物提供了理论依据。
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