小麦转录因子TaWRKY28基因克隆与抗旱性分析

【目的】克隆小麦TaWRKY28基因，通过农杆菌浸染法将其转化至拟南芥，研究转基因拟南芥植株生理生化指标变化，探究其在抵御非生物胁迫中的作用。【方法】采用RT-PCR方法，从小麦百农207 cDNA中克隆得到TaWRKY28基因，利用ProtParam等软件对其氨基酸序列进行生物信息学分析；利用实时荧光定量PCR方法，分析TaWRKY28基因的组织表达特异性及在NaCl、ABA、H₂O₂、干旱和低温逆境胁迫下的表达情况；构建基因超表达载体，通过花序浸染法转化拟南芥，选取TaWRKY28基因相对表达量较高的转基因T₃拟南芥株系，测定拟南芥超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性以及丙二醛（MDA）、H₂O₂和脯氨酸含量，研究TaWRKY28对拟南芥抗旱性的影响。【结果】成功克隆获得小麦TaWRKY28基因，该基因ORF全长为978 bp，编码325个氨基酸，相对分子质量为34.87 ku，理论等电点为9.27，含有1个WRKY保守结构域和1个C₂H₂锌指结构域，属于WRKY基因家族的第Ⅱ类成员。序列系统进化分析结果显示，小麦TaWRKY28与大麦HvWRKY2亲缘关系最近。亚细胞定位显示该基因位于细胞核中。qRT-PCR结果表明，TaWRKY28在小麦根、茎、叶、雌蕊和雄蕊组织中均有表达，但具有组织特异表达性，在叶中表达量最高，雄蕊中次之，雌蕊中表达量最低，且受NaCl、ABA、H₂O₂、干旱和低温胁迫后TaWRKY28表达会增强。对TaWRKY28转基因拟南芥植株的抗旱性分析表明，在干旱条件下，转基因植株的表型优于野生型，SOD、POD活性和脯氨酸含量显著增加，而H₂O₂和MDA含量显著降低，转基因植株抗旱性显著提高。【结论】克隆了小麦TaWRKY28基因，该基因可以增强转基因拟南芥植株的抗旱能力。