小麦表皮蜡质合成和运输相关基因的克隆及功能研究

植物表皮蜡质是位于植物最外层的保护物质，研究表皮蜡质对提高植物抗逆性有重要意义。以往研究多集中于表皮蜡质含量与逆境的关系，很多报道结果相互矛盾。近期研究发现，蜡质成分在植物抗逆中发挥重要作用。但由于蜡质成分复杂，负责蜡质成分合成和运输的酶多为膜结合酶，转基因技术又需要繁琐的组培过程，很难进行蜡质成分的功能研究。小麦是六倍体作物，组培再生难，分子生物学研究基础薄弱，蜡质成分的功能研究更难进行。针对以上问题，我们拟采用RACE方法克隆小麦TaCer1、TaCer4、TaCer5和TaCer6基因，用Tilling方法诱导突变体，验证基因功能；并以突变体为材料，优化Tilling技术的EMS浓度和筛选DNA混合比列，以期提高Tilling技术的诱变效率和筛选效率；同时研究基因突变体在正常条件和PEG、ABA、4℃、NaCl处理条件下的蜡质成分和基因表达量，以期了解几种主要蜡质成分的功能。

植物表皮蜡质是位于植物最外层的保护物质，研究表皮蜡质对提高植物抗逆性有重要意义。在本项目中，我们利用EMS诱变产生了小麦的Tilling群体，获得了蜡质表型突变体M3代和其他有用突变体材料，并研究优化Tilling技术的EMS浓度和筛选DNA混合比例。采用RACE方法克隆小麦TaCer1、TaCer4、TaCer5和TaCer6基因，研究了PEG、ABA、4℃、NaCl、38℃、SA、全光照和全黑暗对基因表达量的影响，发现PEG、ABA、4℃、NaCl和SA处理在不同的品种中均能引起基因表达量的增加，但增加快慢不同。研究逆境胁迫条件下小麦叶部蜡质表型、含量和成分变化，发现小麦表皮叶蜡质形状为片状晶体结构，逆境胁迫不影响蜡质晶体的形状，但是影响蜡质晶体的大小和密度；PEG处理极显著增加叶部蜡质含量，而除高温处理，其他处理均显著降低叶部蜡质含量；苗期小麦叶部蜡质中烷烃和脂肪酸含量较多，逆境胁迫影响蜡质组分的含量和碳链长度。