小麦耐热基因TaMBF1c的克隆及表达调控机理研究

Multiprotein bridging factor 1（MBF1）是一类特殊的转录因子，可以通过桥连其他转录因子，激活目的基因的转录从而调节生物体的各种生命活动。本实验室在上一国家自然科学基金项目的支持下，筛选到一个小麦热胁迫响应的转录共激活子基因TaMBF1c。超表达转化酵母和水稻，转基因系耐热性明显提高。因此，本项目在此基础上，进一步开展TaMBF1c部分同源基因的克隆和染色体定位工作，系统查明TaMBF1c部分同源基因在不同组织器官和热胁迫处理下的表达特性；通过超表达转小麦深入分析TaMBF1c基因的功能。同时通过突变体筛选和基因芯片分析，从基因调控网络上进一步探讨小麦TaMBF1c基因在耐热性中的表达调控机理。

前期的工作中，我们利用芯片研究了小麦热处理下的基因表达谱，鉴定出1个热胁迫下剧烈上调的乙烯应答转录共激活子基因TaMBF1c，克隆得到了其完整ORF。分离了TaMBF1c 的三个部分同源基因，将其分别定位于7A、7B和7D染色体上。通过BD Genome Walker获得了TaMBF1c启动子区域，该区域包括三个HSE，还包括其它非生物胁迫及刺激响应元件。Northern杂交结果表明TaMBF1c的表达受热胁迫的诱导；将TaMBF1c-GFP融合蛋白转化洋葱表皮细胞，发现正常生长条件下在细胞质和核中均有分布，但热胁迫处理后，集中于细胞核中。将TaMBF1c在水稻和小麦中超表达，提高了其耐热性；尤其是转基因水稻和小麦株系在苗期和成熟期的耐热性均有所提高。对转基因株系和受体中耐热相关基因的表达进行了分析，发现6个热激蛋白基因的表达在转基因株系中高于对照，可能是TaMBF1c调控的下游基因，说明TaMBF1c在植物耐热性中发挥重要作用，有望用于作物耐热性的遗传改良。