王小纯 王露露 张志勇 秦步坛 于美琴 韦一昊 马新明,*

研究简报

小麦谷氨酰胺合成酶同工酶转录特点及其启动子序列分析

王小纯1,2王露露1张志勇1秦步坛1于美琴2韦一昊1马新明1,*

1河南粮食作物协同创新中心 / 河南农业大学, 河南郑州 450002;2河南农业大学生命科学学院, 河南郑州 450002

谷氨酰胺合成酶是小麦氮同化关键酶, 分为胞液型和质体型(TaGS2)两类, 其中胞液型TaGS又分为TaGS1、TaGSr和TaGSe。为了研究异源六倍体小麦A、B、D染色体组TaGS同工酶表达差异及调控机制, 本项目利用三代测序技术测定了TaGS同工酶基因转录水平, 依据中国春基因组序列克隆了豫麦49的12个TaGS同工酶启动子, 并对其序列进行了分析。结果表明, TaGS1主要由6B染色体基因转录, TaGSe和TaGSr主要由4D染色体基因转录, TaGS2主要由2D染色体基因转录, 不同TaGS同工酶转录起始位点距起始密码子ATG的距离不同。启动子元件分析显示, 6B染色体上的TaGS1启动子有较多W-box、AC-I、ABRE、as-1和茉莉酸甲酯等响应元件, 4D染色体上的TaGSe启动子有较多胁迫响应转录因子(MYB、MBS、LTR等)结合元件和植物生长素响应元件, 4D染色体上的TaGSr启动子有较多WRE3等转录因子结合元件, 2D染色体上的TaGS2启动子有较多A-box、WRE3、ARE及AT富集区。不同TaGS同工酶启动子顺式元件种类、数目及排列顺序均不同, 为进一步研究GS同工酶调控机制奠定了基础。

小麦; GS同工酶; 转录; 启动子; 顺式作用元件

氮是植物生长发育的必需元素, 在作物产量与品质形成过程中起重要作用。谷氨酰胺合成酶(GS)是植物氮素同化和运转的关键酶[1], 根据亚细胞定位可分为胞液型(GS1)和质体型(GS2)两类[2], 小麦GS1包含GS1.1 (GS1)、GS1.2 (GSr)和GS1.3 (GSe)。……