全 文 ：核 农 学 报摇 圆园员缘袁圆怨渊员园冤院员愿缘愿 耀 员愿远远
允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员源鄄园愿鄄圆员摇 接受日期院圆园员缘鄄园员鄄园远
基金项目院国家 愿远猿 计划项目渊圆园员圆粤粤员园员员园缘冤袁河南省教育厅攻关项目渊员源月圆员园园圆圆冤
作者简介院王俊生袁男袁副教授袁主要从事油菜遗传育种和生物信息学研究遥 耘鄄皂葬蚤造院憎躁泽园园怨怨岳 员远猿援 糟燥皂
通讯作者院殷贵鸿袁男袁研究员袁主要从事小麦遗传育种研究遥 耘鄄皂葬蚤造院赠蚤灶早怎蚤澡燥灶早圆园园愿岳 员远猿援 糟燥皂
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员缘冤员园鄄员愿缘愿鄄园怨
小麦 栽葬鄄哉月载员基因克隆尧表达及生物信息学分析
王俊生员 摇 殷贵鸿圆 摇 刘红占员 摇 范小芳员 摇 韩玉林圆 摇 陈摇 龙员
渊员 周口师范学院生命科学与农学学院袁河南 周口摇 源远远园园员曰 圆 周口市农业科学院袁河南 周口摇 源远远园园员冤
摘摇 要院为深入研究小麦 哉鄄月韵载基因的功能袁以周麦 圆圆 和周麦 圆源 为材料袁利用 砸栽鄄孕悦砸技术克隆小麦的
栽葬鄄哉月载员 基因袁对其序列结构尧基因表达和进化特性进行分析遥 结果表明袁小麦 栽葬鄄哉月载员 基因全长
圆 园缘怨 遭责袁编码 缘缘猿 个氨基酸袁在其序列的 晕端和 悦端分别具有 哉月粤赃造蚤噪藻保守域和 哉月载结构域袁属于泛
素途径中的典型 哉鄄月韵载蛋白袁并且与其他禾本科植物同源的 哉鄄月韵载蛋白具有高度的序列相似性曰该基
因在小麦叶片尧小花尧幼穗尧根尧种子中均有表达袁但以小花和幼穗中的表达量较高袁叶片中表达量较低曰
在花药发育的四分体期和单核早期表达量最高袁单核后期到三核期表达量逐步降低袁推测该基因表达可
能与小麦花发育袁尤其花药发育密切相关遥 本研究可为探究该基因的功能奠定分子基础遥
关键词院小麦曰哉鄄月燥曾 蛋白曰栽葬鄄哉月载员 基因曰基因克隆曰表达分析
阅韵陨院员园郾 员员愿远怨 辕 躁援 蚤泽泽灶援 员园园鄄愿缘缘员郾 圆园员缘郾 员园援 员愿缘愿
摇 摇 泛素 原 圆远杂 蛋白酶体途径 渊 怎遭蚤择怎蚤贼蚤灶 原 圆远杂
责则燥贼藻燥泽燥皂藻 责葬贼澡憎葬赠袁 哉孕孕冤是真核生物体内一种高度
选择性的蛋白降解途径遥 这一途径中包括了 耘员尧耘圆
和 耘猿 猿 种酶袁其中泛素连接酶 耘猿 在底物蛋白特异
性识别中起关键作用袁并且种类最多咱员暂 遥 泛素连接
酶 耘猿 被分为 匀耘悦栽 耘猿尧砸陨晕郧鄄云陨晕郧耘砸 耘猿 和 哉鄄月韵载
耘猿 猿 种类型袁其中 哉鄄月韵载 域是决定 哉鄄月韵载 耘猿 酶活
性的主要结构域袁它的突变或碱基替换将使该蛋白
的 耘猿 酶活性丧失或改变咱圆 原 源暂 遥 哉鄄月韵载 结构是一类
广泛存在于真菌尧植物和动物中的高度保守的基序袁
最初是在泛素链聚集酶 耘源 的原型要酵母蛋白 哉云阅圆
的碳末端鉴定出来咱缘暂 遥 通过在 晕悦月陨 蛋白质序列数
据库中进行查询渊查询日期为 圆园员源 年 源 月 圆缘 日冤袁
发现数据库中有 愿 怨员圆 条 哉月载 蛋白序列袁其中植物
有 猿 源圆员 条袁而植物中的琴叶拟南芥有 源源缘 条袁拟南
芥 猿愿圆 条袁水稻 员苑猿 条袁大豆 猿缘 条袁蒺藜苜蓿 员苑缘 条袁
小麦属渊粗山羊草和乌拉尔图小麦冤员员园 条袁其他物
种有 圆 园员员 条曰哉月载蛋白序列长度差异明显袁较短者
不足 员园园 个氨基酸袁较长者 员 园园园 多个氨基酸不等遥
表明该蛋白家族成员众多袁分化明显袁可能具有较为
丰富的功能遥
植物 哉鄄月韵载 蛋白在细胞发育尧信号转导和光周期
反应等方面具有重要生理功能遥 如烟草中的 哉鄄月韵载 辕
粤砸酝重复蛋白 晕贼孕哉月源 参与植物发育信号通路的调
控袁并且其表达具有时间性和空间性咱远暂 曰马铃薯 哉鄄
月韵载 辕 粤砸酝 重复蛋白要光周期反应蛋白渊孕匀韵砸员冤 参
与信号传导袁是赤霉素渊郧粤冤信号传导途径中的正向调
控因子咱苑暂 遥 此外袁植物 哉鄄月韵载 蛋白质在抵抗干旱尧高
盐尧异常温度等非生物胁迫时发挥作用咱苑 原 员源暂 遥 在芸苔
属和拟南芥属的作物自交不亲和反应途径中袁包含 哉鄄
月韵载 域的蛋白 粤砸悦员 和 粤砸酝 耘猿 均具有重要作
用咱员缘 原 员远暂 曰拟南芥 哉鄄月韵载蛋白 孕哉月员猿 不但可以调节拟
南芥的细胞死亡尧防御袁也可以调节其开花时间咱员苑暂 遥
目前关于植物 哉鄄月韵载 蛋白基因克隆的报道较多袁如水
稻磷素饥饿响应基因咱员愿暂 袁但关于小麦 哉鄄月韵载 蛋白基
因克隆和表达的报道较少袁尤其对其功能的研究鲜见
报道遥
王俊生等咱员怨暂前期对 员 个小麦 哉月载 基因进行了电
子克隆和生物信息学分析遥 在此基础上袁本研究对电
子克隆获得的小麦 哉月载基因序列设计引物袁基于 孕悦砸
克隆技术获得了 员 个小麦 哉月载 蛋白基因全长 糟阅晕粤
序列袁并利用 砸栽鄄孕悦砸 技术对其在不同组织部位和花
愿缘愿员
摇 员园 期 小麦 栽葬鄄哉月载员 基因克隆尧表达及生物信息学分析
药组织不同发育时期的表达进行分析袁同时结合生物
信息学方法分析其蛋白质序列特性袁为获得其功能信
息提供科学基础遥
员摇 材料与方法
员郾 员摇 材料
圆园员圆 年小麦生育期内袁以旗叶抽出 猿 耀 缘凿 的周麦
圆圆 和周麦 圆源 小麦幼穗尧根尧茎尧叶和灌浆中期种子为
实验材料袁提取 砸晕粤作为反转录模板袁进行 孕悦砸 扩增
和组织特异性表达分析曰对不同发育期花药组织样品
提取 砸晕粤袁用于花药不同发育期的表达分析遥 取样方
法和标准参考王俊生等咱圆园暂方法袁即分别在小麦幼穗
期尧单核早期尧单核后期尧二核期和三核期取样袁在冰上
迅速剥离样品花药大约 园郾 园缘 耀 园郾 员早袁液氮中迅速冷冻
后置于 原愿园益超低温冰箱中保存备用遥
员郾 圆摇 总 砸晕粤提取和反转录
利用 砸晕粤 蚤泽燥造葬贼蚤燥灶 则藻葬早藻灶贼 渊大连宝生物工程有限
公司冤袁按操作说明提取总 砸晕粤袁取 员 滋蕴总 砸晕粤进行
琼脂糖凝胶电泳渊浓度为 员郾 员豫 冤检测其质量袁同时用
悦葬则赠缘园 型紫外分光光度仪渊美国瓦里安技术中国有限
公司冤测定吸光值袁并分析其纯度遥 第 员 链 糟阅晕粤和第
圆 链 糟阅晕粤 合成体系尧程序及引物序列参考王俊生
等咱圆园暂的方法进行袁其中反转录酶采用 孕则蚤皂藻杂糟则蚤责贼栽酝砸栽
砸藻葬早藻灶贼 噪蚤贼 渊大连宝生物工程有限公司冤中的反转录
酶袁引物序列均由生工生物工程上海渊股份冤有限公司
合成遥
员郾 猿摇 小麦 栽葬鄄哉月载基因的克隆和测序
孕悦砸反应体系院猿 滋蕴第 圆 链 糟阅晕粤袁圆郾 缘 滋蕴孕悦砸缓
冲液袁 圆 滋蕴 正 向 和 反 向 特 异 孕悦砸 引 物 渊 员园
皂皂燥造窑蕴 原员冤袁园郾 缘 滋蕴 栽葬择 阅晕粤 聚合酶渊大连宝生物工
程有限公司冤袁用无菌去离子水补足 圆缘 滋蕴遥 孕悦砸反应
条件院怨源 益预变性 源 皂蚤灶曰怨源 益变性 猿园 泽袁缘缘益 退火
猿园泽袁苑圆 益 延伸 员皂蚤灶袁猿园 个循环曰苑圆 益 延伸 员园 皂蚤灶遥
将 孕悦砸产物进行 员郾 员豫的琼脂糖凝胶电泳后袁从凝胶
上切下目标条带袁利用琼脂糖凝胶回收试剂盒
渊阅孕圆园怨冤咱天根生化科技渊北京冤有限公司暂回收核酸袁
将回收产物克隆连接到 孕酝阅员怨 原 栽 载体袁将连接产物
转入 阅匀 原缘琢大肠杆菌感受态细胞袁经涂布培养袁在氯
苄抗性平板上进行阳性克隆筛选袁各取 猿 耀 缘 个单克隆
进行菌液 孕悦砸验证后袁取 圆 个阳性克隆进行双向测序
咱生工生物工程上海 渊股份冤有限公司暂遥 小麦 栽葬鄄
哉月载员基因特异扩增引物渊糟阅晕粤全长冤孕员院悦悦栽悦栽栽郧粤
郧悦悦栽悦悦郧粤郧栽栽栽袁孕圆院栽郧粤粤粤悦悦粤郧郧粤粤栽悦栽栽栽悦栽栽悦栽遥
员郾 源摇 砸栽鄄孕悦砸半定量表达分析
利用 责则蚤皂藻则 缘 软件设计 栽葬鄄哉月载员 基因的特异性表
达引物袁以小麦 员愿杂 则砸晕粤基因渊粤再园源怨园源园郾 员冤作内参袁
通过 砸栽鄄孕悦砸 技术对 栽葬鄄哉月载员 基因进行半定量表达
分析袁确立它们在小麦叶片尧小花尧幼穗尧根和种子中的
表达丰度以及在花药不同发育时期的表达模式遥 砸栽鄄
孕悦砸 半定量表达体系及程序等相关方法同王俊生
等咱圆园暂的方法遥 内参基因引物序列 云鄄责则蚤皂藻则院 缘忆鄄悦栽栽悦栽
栽粤郧粤郧郧郧粤悦栽粤栽郧郧悦鄄猿忆曰砸鄄责则蚤皂藻则院 缘忆鄄栽粤悦郧郧粤粤粤悦悦
栽栽郧栽栽粤悦郧粤悦鄄猿忆袁小麦 砸栽鄄孕悦砸半定量表达引物为院云鄄
责则蚤皂藻则院悦粤栽悦粤郧粤郧栽郧郧郧郧栽郧郧悦粤栽栽袁砸鄄责则蚤皂藻则院悦郧悦栽郧
栽栽悦悦栽悦悦栽悦悦栽悦栽栽郧袁产物长度 猿猿员遭责袁扩增产物长度为
猿园员遭责遥
员郾 缘摇 生物信息学分析方法
利用 郧藻灶月葬灶噪数据库中 耘杂栽 数据袁通过同源比对
获得与小麦 栽葬鄄哉月载员 基因序列相似的 耘杂栽序列袁推测
其表达模式或者利用 哉灶蚤早藻灶藻 数据库渊 澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援
灶糟遭蚤援 灶造皂援 灶蚤澡援 早燥增 辕 怎灶蚤早藻灶藻冤对其进行电子表达谱分析遥
利用 月蕴粤杂栽责检索 晕悦月陨 中非冗余蛋白质数据库袁获得
其蛋白质序列保守结构域信息曰采用 阅晕粤皂葬灶 软件进
行多序列比对和进化树构建渊采用 噪蚤皂怎则葬 距离袁校验
参数 月燥燥贼泽贼则葬责 越 员 园园园冤遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 总 砸晕粤质量和反转录第 员 链 糟阅晕粤检测
对部分样品的总 砸晕粤进行电泳检测袁如图 员 原 粤
所示袁各样品 圆愿杂 则砸晕粤 条带亮度基本达到了 员愿杂
则砸晕粤条带的 圆 倍左右袁并且 粤圆远园 辕 圆愿园值均在 员郾 愿园 耀圆郾 园园 之间袁粤圆远园 辕 圆猿园值大于 圆郾 园袁表明各样品总 砸晕粤 纯
度和完整性较好袁可以满足反转录的要求遥 反转录
试验结果表明袁获得的第 员 链 糟阅晕粤 质量较高渊图 员
原 月冤遥
圆郾 圆摇 小麦 栽葬鄄哉月载基因克隆和序列分析
利用设计的特异性 孕悦砸引物扩增周麦 圆圆 和周麦
圆源 的幼穗 糟阅晕粤袁均获得了 员 个长度 圆 园园园 遭责 左右的
条带渊图 圆冤袁经克隆测序袁该 糟阅晕粤 长度为 圆 园缘愿 遭责
渊图 猿冤袁序列蛋白编码区长度为 员 远远圆 遭责袁编码 缘缘猿 个
氨基酸袁含有起始密码子 粤栽郧 和终止密码子 栽粤郧袁并
且符合 噪燥扎葬造 规则袁以推导的氨基酸序列对非冗余蛋白
质数据库进行 月蕴粤杂栽 检索袁获得了不同植物 哉鄄月韵载
蛋白的氨基酸序列袁证明克隆产物可能是小麦的一种
哉鄄月韵载蛋白袁因此命名该基因为 栽葬鄄哉月载员遥
怨缘愿员
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
表 员摇 小麦 栽葬鄄哉月载员 基因电子表达分析
栽葬遭造藻 员摇 耘造藻糟贼则燥灶蚤糟 藻曾责则藻泽泽蚤燥灶 葬灶葬造赠泽蚤泽 燥枣 贼澡藻 憎澡藻葬贼 栽葬鄄哉月载员早藻灶藻
组织名称
孕燥燥造 灶葬皂藻
电子表达谱 耘杂栽 责则燥枣蚤造藻
每百万转录本中的数目
栽则葬灶泽糟则蚤责贼泽 责藻则
皂蚤造造蚤燥灶 渊栽孕酝冤
基因的 耘杂栽 辕总 耘杂栽库
郧藻灶藻 耘杂栽 辕 栽燥贼葬造
耘杂栽 蚤灶 责燥燥造
组织名称
孕燥燥造 灶葬皂藻
电子表达谱 耘杂栽 责则燥枣蚤造藻
每百万转录本中的数目
栽则葬灶泽糟则蚤责贼泽 责藻则
皂蚤造造蚤燥灶 渊栽孕酝冤
基因的 耘杂栽 辕总 耘杂栽库
郧藻灶藻 耘杂栽 辕 栽燥贼葬造
耘杂栽 蚤灶 责燥燥造
愈伤 悦葬造造怎泽 怨员 员 辕 员园愿苑远 叶片 蕴藻葬枣 园 园 辕 远圆源猿猿
细胞培养 悦藻造造 糟怎造贼怎则藻 园 园 辕 员园源员远 花序 陨灶枣造燥则藻泽糟藻灶糟藻 员远 圆 辕 员圆源源猿圆
花冠 悦则燥憎灶 园 园 辕 员猿愿愿远 根 砸燥燥贼 员员 圆 辕 员苑员员愿员
花 云造燥憎藻则 员源 员 辕 远苑苑愿猿 种子 杂藻藻凿 缘 园 辕 员远愿圆愿缘
注院酝是 阅蕴圆园园园 阅晕粤 酝葬则噪藻则袁下同曰粤员 耀 粤源 代表周麦 圆圆 叶片尧小花尧
根部袁种子的总 砸晕粤袁月员 耀 月圆 代表周麦 圆圆 叶片和小花样品的 糟阅晕粤
摇 摇 摇 第 员 链遥
晕燥贼藻院酝 蚤泽 阅蕴圆园园园 阅晕粤 蕴葬凿藻则 酝葬则噪藻则袁 贼澡藻 泽葬皂藻 葬泽 枣燥造造燥憎蚤灶早援 粤员 贼燥 粤源
则藻责则藻泽藻灶贼 砸晕粤 泽葬皂责造藻泽 燥枣 贼澡藻 造藻葬枣袁 枣造燥憎藻则袁 则燥燥贼 葬灶凿 泽藻藻凿泽 枣则燥皂 在澡燥怎皂葬蚤
圆圆袁 月员 贼燥 月圆 则藻责则藻泽藻灶贼 贼澡藻 枣蚤则泽贼 泽贼则葬灶凿 糟阅晕粤 燥枣 贼澡藻 造藻葬枣 葬灶凿 枣造燥憎藻则泽 枣则燥皂
摇 摇 摇 在澡燥怎皂葬蚤 圆圆援
图 员摇 周麦 圆圆 部分样品的 砸晕粤电泳检测渊粤冤和
糟阅晕粤第 员 链反转录结果渊月冤
云蚤早援员摇 栽澡藻 凿藻贼藻糟贼蚤燥灶 则藻泽怎造贼泽 燥枣 责葬则贼蚤葬造 砸晕粤 泽葬皂责造藻泽渊粤冤葬灶凿 贼澡藻
枣蚤则泽贼 泽贼则葬灶凿 糟阅晕粤 枣燥则 在澡燥怎皂葬蚤 圆圆 责葬则贼蚤葬造 贼蚤泽泽怎藻 泽葬皂责造藻泽渊月冤
圆郾 猿摇 小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白保守域分析
利用 月蕴粤杂栽责方法检索非冗余蛋白质数据库袁结
果表明袁小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白在 晕 端存在 员 个由 源圆 个
氨基酸残基渊远 耀 源远 位氨基酸冤组成的 哉月粤赃造蚤噪藻 保守
域渊责枣葬皂员源缘缘缘冤袁在 悦 端存在 员 个 哉月载 结构域渊源苑员 耀
缘缘园 位氨基酸冤袁属于 哉月匝 超级家族渊 糟造园园员缘缘冤中的
哉月载 域包含蛋白渊责枣葬皂园园苑愿怨冤袁圆 种结构域序列特征
均存在于泛素调控途径中的典型 哉月载渊哉鄄遭燥曾 凿燥皂葬蚤灶
糟燥灶贼葬蚤灶蚤灶早 责则燥贼藻蚤灶冤蛋白中袁并且小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白与
拟南芥 粤贼孕哉载苑 蛋白的功能结构域在序列中的相对位
置和序列相似性也比较高渊图 源冤遥
圆郾 源摇 小麦 栽葬鄄哉月载员 基因的表达分析
圆郾 源郾 员摇 电子表达分析 摇 利用 哉灶蚤早藻灶藻 数据库对小麦
注院泳道 员 和 圆 分别代表周麦 圆圆 和周麦 圆源遥
晕燥贼藻院蕴葬灶藻 员 葬灶凿 造葬灶藻 圆 则藻责则藻泽藻灶贼 在澡燥怎皂葬蚤 圆圆 葬灶凿 在澡燥怎皂葬蚤
圆源袁 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援
图 圆摇 小麦 栽葬鄄哉月载员 基因的 砸栽鄄孕悦砸扩增
云蚤早援 圆摇 栽澡藻 葬皂责造蚤枣蚤藻凿 砸栽鄄孕悦砸 则藻泽怎造贼 燥枣 憎澡藻葬贼 栽葬鄄哉月载员 早藻灶藻
栽葬鄄哉月载员基因进行电子表达分析袁结果表明袁该基因
渊蛋白冤主要在愈伤组织尧花尧花序尧根和种子中表达袁
相应的 栽孕酝值分别为 怨员尧员源尧员远尧员员 和 缘袁其中在愈伤尧
花序和花中表达较为丰富袁而在细胞培养物尧花冠和叶
片中未检测到转录本渊表 员冤遥
圆郾 源郾 圆摇 小麦 栽葬鄄哉月载员 基因的 砸栽鄄孕悦砸 半定量表达分
析摇 砸栽鄄孕悦砸半定量结果表明袁小麦 栽葬鄄哉月载 基因在周
麦 圆圆 和周麦 圆源 不同组织中表达模式较为一致袁即在
叶片尧小花尧幼穗尧根和种子中均表达袁并且 圆 个品种中
表达量最高的组织均为小花袁但表达量最低的组织在
圆 品种间存在差异袁在周麦 圆圆 的叶片中表达量较低袁
在周麦 圆源 幼穗中表达量相对较低渊图 缘 原 粤冤遥 据此推
测小麦 栽葬鄄哉月载员 基因表达的组织特异性不是很严格袁
大多数组织均有表达袁最高表达量出现在小花中遥 为
了进一步确定小麦 栽葬鄄哉月载员 基因在小花中表达的关
键时期袁对四分体期幼穗尧单核早期花药尧单核后期花
药尧二核期花药尧三核期花药进行了半定量表达渊图 缘
园远愿员
摇 员园 期 小麦 栽葬鄄哉月载员 基因克隆尧表达及生物信息学分析
注院下划线部分为基因特异性引物序列遥
晕燥贼藻院栽澡藻 怎灶凿藻则造蚤灶藻凿 责葬则贼 则藻责则藻泽藻灶贼泽 泽责藻糟蚤葬造 孕悦砸 责则蚤皂藻 泽藻择怎藻灶糟藻 枣燥则 栽葬鄄哉月载员 早藻灶藻援
图 猿摇 小麦 栽葬鄄哉月载员 糟阅晕粤序列和推导的氨基酸序列
云蚤早援 猿摇 糟阅晕粤 泽藻择怎藻灶糟藻 葬灶凿 凿藻凿怎糟藻凿 葬皂蚤灶燥 葬糟蚤凿 泽藻择怎藻灶糟藻泽 枣燥则 栽葬鄄哉月载员 蚤灶 憎澡藻葬贼
图 源摇 小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白的保守域结构
云蚤早援 源摇 悦燥灶泽藻则增藻凿 凿燥皂葬蚤灶 燥枣 栽葬鄄哉月载 责则燥贼藻蚤灶 枣则燥皂 憎澡藻葬贼
原 月冤遥 结果表明袁小麦 栽葬鄄哉月载员 基因在四分体期已经
开始表达袁单核早期表达量达到最高袁至单核晚期到三
核期表达量逐步降低袁稳定在一定水平袁而且 圆 个品种
之间表达模式基本一致遥
圆郾 缘摇 与水稻尧玉米等禾本科同源蛋白的比较和进化关
系分析
将 小 麦 栽葬鄄哉月载员 蛋 白 质 序 列 与 节 节 麦
渊耘酝栽圆员圆愿愿员郾 员冤尧大麦渊月粤运园员苑苑苑郾 员冤尧乌拉尔图小麦
渊耘酝杂源愿缘园园郾 员冤尧二穗短柄草渊载孕赃园园猿缘苑愿源苑猿郾 员冤尧水稻
渊耘耘悦愿源怨园愿郾 员冤尧玉米渊晕孕赃园园员员源员怨源员郾 员冤尧高粱渊载孕赃
园园圆源远圆远怨愿郾 员冤 等禾本科植物同源 哉鄄月韵载 蛋白质序列
员远愿员
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
注院粤员 耀 粤缘 分别为 栽葬鄄哉月载员 基因在叶片尧小花尧幼穗尧根部袁种
子中的表达结果曰阅员 耀 阅缘 分别为 栽葬鄄哉月载员 基因在四分体幼穗尧
摇 单核早期尧单核后期尧二核期和三核期花药的表达结果遥
晕燥贼藻院粤员 贼燥 粤缘 则藻责则藻泽藻灶贼 贼澡藻 藻曾责则藻泽泽蚤燥灶 则藻泽怎造贼泽 燥枣 造藻葬枣袁 枣造燥憎藻则袁 赠燥怎灶早
泽责蚤噪藻造藻贼袁 则燥燥贼 葬灶凿 泽藻藻凿泽 泽葬皂责造藻泽袁 则藻责藻糟贼蚤增藻造赠曰 阅员 贼燥 阅缘 则藻责则藻泽藻灶贼
藻曾责则藻泽泽蚤燥灶 则藻泽怎造贼泽 燥枣 赠燥怎灶早 泽责蚤噪藻 葬贼 贼藻贼则葬凿 责藻则蚤燥凿 葬灶凿 葬灶贼澡藻则 贼蚤泽泽怎藻泽 燥枣
藻葬则造赠鄄皂燥灶燥灶怎糟造藻葬贼藻 泽贼葬早藻袁 皂蚤凿鄄造葬贼藻 怎灶蚤灶怎糟造藻葬贼藻 泽贼葬早藻袁 遭蚤灶怎糟造藻葬则
摇 摇 泽贼葬早藻袁 贼则蚤灶怎糟造藻葬贼藻 泽贼葬早藻袁 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援
图 缘摇 小麦 栽葬鄄哉月载员 基因在不同组织与
花发育不同时期的花药中的表达
云蚤早援 缘摇 耘曾责则藻泽泽蚤燥灶 糟澡葬则葬糟贼藻则泽 燥枣 栽葬鄄哉月载员 早藻灶藻 蚤灶
憎澡藻葬贼 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 贼蚤泽泽怎藻泽 葬灶凿 葬灶贼澡藻则 贼蚤泽泽怎藻泽 蚤灶 凿蚤枣枣藻则藻灶贼
凿藻增藻造燥责皂藻灶贼 泽贼葬早藻
进行比对袁结果表明袁这些同源序列与小麦 栽葬鄄哉月载员
蛋白质序列相似性均较高渊远愿豫 耀 怨源豫 冤 渊图 远冤遥 比
较这些同源序列发现袁节节麦和乌拉尔图小麦与其他
物种的 哉月载同源序列具有明显差异袁两者在靠近 晕端
区域均存在 员 段插入序列渊蚤灶泽藻则贼 责葬则贼玉冤袁且插入序列
长度和序列本身也存在明显不同曰乌拉尔图小麦 哉月载
蛋白在序列中部偏 悦 端存在 员 段 员圆 个氨基酸残基的
插入序列渊蚤灶泽藻则贼 责葬则贼 域冤遥 以上同源序列除插入的序
列外袁其他部分的序列差异均较小袁表明以上禾本科植
物同源的 哉月载 蛋白氨基酸序列总体上比较保守遥 利
用以上几种禾本科植物同源蛋白质序列构建进化树袁
结果表明袁小麦依次与乌拉尔图小麦尧大麦尧节节麦以
及二穗短柄草的进化距离较近曰高粱与玉米进化距离
较近袁其次与水稻进化关系较近袁猿 者归为一类袁而节
节麦尧二穗短柄草尧乌拉尔图小麦和大麦的进化距离相
对较远渊图 苑冤遥
猿摇 讨论
植物泛素 原圆远杂蛋白酶体途径中袁连接酶 耘猿 对细
胞内靶标蛋白的特异性降解起着关键作用曰哉鄄月韵载 耘猿
是一种重要的 耘猿 连接酶袁而 哉鄄月韵载 域是 哉鄄月韵载 耘猿
酶活性的主要结构域袁决定了其功能表现咱圆暂 遥 对于植
物泛素途径 哉鄄月韵载 耘猿 基因的研究报道主要集中在拟
南芥尧水稻等模式植物上遥 研究表明袁植物 哉鄄月韵载 耘猿
酶在植物发育咱远暂 尧细胞信号转导咱苑暂 尧抗逆境胁迫咱苑 原 员源暂
和抗病性方面咱员猿袁员苑暂具有重要作用遥 对小麦泛素途径
相关基因克隆与功能的研究已取得了一些进展袁如
再蚤灶等咱圆员暂克隆了小麦的泛素结合酶基因 栽葬耘圆袁并表明
该基因在干旱尧高盐和 粤月粤 引起的胁迫条件下高表
达曰李颖波等咱圆圆暂从簇毛麦中克隆了 员 个编码 耘猿 连接
酶的 匀增鄄悦酝孕郧基因袁并证明该基因表达与小麦抗白粉
病有关曰在澡葬灶早等咱圆猿暂克隆了 员 个小麦 栽葬耘猿 基因袁并证
明该基因对小麦抗叶锈菌具有重要作用曰匀燥灶早 等咱圆源暂
克隆获得了 员 个小麦 耘猿 连接酶基因 栽葬砸云员袁在小麦的
抗逆境胁迫中具有重要作用遥 本研究通过电子克隆和
砸栽鄄孕悦砸 技术克隆了小麦 栽葬鄄哉月载员 基因袁长度 圆
园缘愿遭责袁编码 缘缘猿 个氨基酸袁不存在信号肽和导肽结构袁
也不具有跨膜结构袁是一种定位于细胞核中的不稳定
蛋白咱员怨暂 曰该基因具有典型的 哉月载 结构域和 哉月粤鄄造蚤噪藻
结构域袁属于泛素途径相关的蛋白质袁与其它禾本科作
物同源蛋白的氨基酸序列相似性较高袁保守性较强遥
通过泛素途径进行降解的蛋白质一般寿命较
短咱员 原 圆暂 袁因此 耘猿 连接酶必然通过特定的时空表达特性
参与细胞功能的调节遥 本研究对小麦 栽葬鄄哉月载员 进行
砸栽鄄孕悦砸半定量表达分析袁表明该基因在小麦不同品
种的叶片尧小花尧幼穗尧根和种子中均表达袁且表达量最
高的组织在品种间表现一致袁均为小花袁而表达量最低
的组织在品种间存在一定差异袁这可能与品种基因型
有关曰对不同发育时期的花药组织表达分析表明袁该基
因在 圆 个品种间的表达模式完全一致袁表达高峰值均
出现在单核早期袁单核后期逐步减弱袁并稳定在较低水
平袁这表明 栽葬鄄哉月载员 基因表达可能与花药发育具有密
切关系遥 此外袁电子表达和半定量表达分析结果尽管
存在一定误差袁如 栽葬鄄哉月载员 基因在小麦叶片中 栽酝孕
为 园袁而在 砸栽鄄孕悦砸表达中仍有一定丰度的表达袁但整
体结果比较一致遥 因此电子表达可以作为实验表达分
析的辅助证据袁表达结果仍以 砸栽鄄孕悦砸表达结果为准遥
一般袁同源蛋白具有相似或相近的功能表现袁而蛋
白质的功能主要与其保守的功能结构域有关遥 本研究
获得的小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白的 晕 端和 悦 端分别具有
哉月粤鄄造蚤噪藻和 哉月载 保守结构域袁表明该蛋白同时具有 圆
种结构域的基本功能遥 哉月粤 保守序列是一类广泛分
布在泛素化尧细胞信号和细胞周期调控途径中的众多
蛋白质的 晕端的 员 种常见序列模体咱圆缘暂 袁主要通过与泛
圆远愿员
摇 员园 期 小麦 栽葬鄄哉月载员 基因克隆尧表达及生物信息学分析
图 远摇 小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白及其同源的几种 哉月载蛋白质序列比较
云蚤早援 远摇 酝怎造贼蚤责造藻 葬造蚤早灶皂藻灶贼 燥枣 栽葬鄄哉月载员 葬灶凿 澡燥皂燥造燥早赠 责则燥贼藻蚤灶 枣则燥皂 葬 枣藻憎 燥枣 早则葬皂蚤灶藻葬藻 责造葬灶贼泽
图 苑摇 小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白及其同源的
哉月载蛋白的系统发生
云蚤早援 苑摇 孕澡赠造燥早藻灶藻贼蚤糟 则藻造葬贼蚤燥灶泽澡蚤责 燥枣 栽葬鄄哉月载员 葬灶凿
澡燥皂燥造燥早赠 责则燥贼藻蚤灶 枣则燥皂 葬 枣藻憎 燥枣 早则葬皂蚤灶藻葬藻 责造葬灶贼泽
素或多泛素链结合而参与蛋白质降解活动咱圆远 原 圆苑暂 曰哉月载
结构域是一类分布在泛素同源蛋白 悦 端的保守序列袁
也常出现在泛素调节蛋白中咱圆缘暂 袁是细胞凋亡蛋白 悦阅悦
原源愿 的 员 个互作元件袁常参与细胞凋亡过程咱圆愿暂 曰因
此袁推测小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白可能参与小麦花发发育过
程的信号转导尧细胞周期调控或凋亡过程遥 近期袁对与
小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白同源的拟南芥 粤贼孕哉载苑 蛋白渊序列
获取号院晕孕赃缘远猿怨缘源郾 员袁一类 哉月载 包含蛋白袁同时具有
哉月粤鄄造蚤噪藻和 哉月载 保守结构域冤研究表明袁该蛋白主要
通过 悦端的 哉月载域与凋亡蛋白 粤贼悦阅悦源愿粤互作袁同时
通过 晕端的 哉月粤鄄造蚤噪藻结构域与泛素互作袁在泛素分子
和凋亡蛋白 粤贼孕哉载苑 之间起着桥梁作用袁正是通过这
种桥梁作用袁凋亡蛋白 粤贼悦阅悦源愿粤 通过泛素化途径调
控了拟南芥孢子体和花粉发育过程咱圆怨暂 遥 拟南芥
粤贼孕哉载苑 蛋白定位于细胞核咱圆怨暂 袁小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白同
猿远愿员
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
样定位于细胞核咱圆园暂 袁并且两者的序列相似性为 猿员豫 袁
两者功能域 哉月粤鄄造蚤噪藻 和 哉月载 保守结构域在序列中的
相对位置也基本一致袁因此推测两者可能具有相似的
功能袁而这一结论与以上表达分析结论也较为一致遥
通过对小麦 栽葬鄄哉月载员 蛋白质序列在 晕悦月陨 蛋白质
序列数据库中进行同源比对得到了许多高度相似序列
渊哉月载包含蛋白冤袁尽管其中一些序列已经被注释袁赋
予了蛋白 渊或基因冤 名称袁如来自乌拉尔图小麦
渊栽则蚤贼蚤糟怎皂 怎则葬则贼怎冤的蛋白序列 耘酝杂源愿缘园园郾 员 与 栽葬鄄哉月载员
具有 怨源豫的相似性袁被注释为 云粤杂鄄葬泽泽燥糟蚤葬贼藻凿 枣葬糟贼燥则 圆
原 月曰来自蓖麻渊砸蚤糟蚤灶怎泽 糟燥皂皂怎灶蚤泽冤的蛋白序列 载孕赃
园园圆缘园怨苑员缘郾 员 与 栽葬鄄哉月载员 具有 源苑豫的相似性袁被注释
为 粤则葬源 原 蚤灶贼藻则葬糟贼蚤灶早 责则燥贼藻蚤灶遥 但这些注释结论是通过
同源比对获得袁尚缺乏严格的实验论据支撑遥 因此袁在
本研究基础上袁进一步研究小麦 栽葬鄄哉月载员 基因参与的
调控功能和基因调控的网络途径将是下一步的工作重
点遥
源摇 结论
通过 砸栽鄄孕悦砸 技术袁扩增获得了小麦的 栽葬鄄哉月载员
全长 糟阅晕粤序列袁该基因开放阅读框为 员 远远圆遭责袁编码
缘缘猿 个氨基酸遥 其蛋白质序列 悦 端具有典型的 哉月载
结构域袁晕 端具有 哉月粤鄄造蚤噪藻 结构域序列特征遥 表达分
析表明袁栽葬鄄哉月载员 在小麦幼穗和小穗中具有较高的表
达丰度袁在四分体期到单核期的花药中表达量较高袁而
在单核后期到三核期表达量降低袁不同品种之间表达
结果基本一致遥 该基因表达可能参与了小麦花发育袁
尤其花药发育的调控遥
参考文献院
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咱员怨暂摇 王俊生袁范小芳袁李成伟袁谭光轩援小麦 栽葬要哉月载员 基因的电子克
隆和生物信息学分析咱允暂 援江苏农业科学袁圆园员圆袁源园渊远冤院圆怨 原 猿圆
咱圆园暂摇 王俊生袁 袁蕾袁 位明明袁 张改生袁张龙雨袁袁正杰袁孙瑞袁叶景秀袁
牛娜袁马守才袁李红霞援小麦生理型雄性不育花药中能量相关基
因的表达咱允暂袁核农学报袁圆园园怨袁圆猿渊远冤院怨圆愿 原 怨猿源
咱圆员暂摇 再蚤灶 蕴 允袁 悦澡藻灶 再袁 蕴蚤怎 孕袁 悦澡藻灶 酝袁 蕴蚤 蕴 悦袁 载怎 在 杂袁 酝葬 再 在援
耘曾责则藻泽泽蚤燥灶 责葬贼贼藻则灶 葬灶凿 责则燥贼藻蚤灶 蚤灶贼藻则葬糟贼蚤燥灶 葬灶葬造赠泽蚤泽 燥枣 葬 憎澡藻葬贼
怎遭蚤择怎蚤贼蚤灶鄄糟燥灶躁怎早葬贼蚤灶早 藻灶扎赠皂藻 栽葬耘圆 咱 允暂 援 允燥怎则灶葬造 燥枣 孕造葬灶贼 郧藻灶藻贼蚤糟
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咱圆圆暂摇 李颖波袁王慰袁王宗宽袁祝燕飞袁曹爱忠袁费菲袁王海燕袁谢旗袁王秀
娥援簇毛麦金属转运蛋白基因 匀增鄄云孕猿 克隆及其功能初步分析
咱郧暂 辕 辕中国遗传学会援中国遗传学会第九次全国会员代表大会
暨学术研讨会论文摘要汇编渊圆园园怨 原 圆园员猿冤 援哈尔滨院中国遗传学
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咱圆猿暂摇 在澡葬灶早 再 宰袁 郧葬燥 载袁 匀葬灶 杂 云袁宰葬灶早 阅 酝援 悦造燥灶蚤灶早 葬灶凿 责则燥噪葬则赠燥贼蚤糟
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咱圆缘暂摇 匀燥枣皂葬灶灶 运袁 月怎糟澡藻则 孕援 栽澡藻 哉月粤 凿燥皂葬蚤灶院 葬 泽藻择怎藻灶糟藻 皂燥贼蚤枣 责则藻泽藻灶贼
蚤灶 皂怎造贼蚤责造藻 藻灶扎赠皂藻 糟造葬泽泽藻泽 燥枣 贼澡藻 怎遭蚤择怎蚤贼蚤灶葬贼蚤燥灶 责葬贼澡憎葬赠 咱 允 暂 援
栽则藻灶凿泽 蚤灶 月蚤燥糟澡藻皂蚤糟葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽袁 员怨怨远袁 圆员渊缘冤院员苑圆 原 员苑猿
咱圆远暂摇 宰蚤造噪蚤灶泽燥灶 悦 砸袁 杂藻藻早藻则 酝袁 匀葬则贼皂葬灶灶鄄孕藻贼藻则泽藻灶 砸袁 杂贼燥灶藻 酝袁 宰葬造造葬糟藻
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葬遭造藻 贼燥 遭蚤灶凿 贼燥 皂怎造贼蚤鄄怎遭蚤择怎蚤贼蚤灶 糟澡葬蚤灶泽 咱 允暂 援 晕葬贼怎则藻 悦藻造造 月蚤燥造燥早赠袁
圆园园员袁 猿渊员园冤院怨猿怨 原 怨源猿
咱圆苑暂摇 砸葬葬泽蚤 杂袁 孕蚤糟噪葬则贼 悦 酝援 砸葬凿圆猿 怎遭蚤择怎蚤贼蚤灶鄄葬泽泽燥糟蚤葬贼藻凿 凿燥皂葬蚤灶泽 渊哉月粤冤
蚤灶澡蚤遭蚤贼 圆远杂 责则燥贼藻葬泽燥皂藻鄄糟葬贼葬造赠扎藻凿 责则燥贼藻燥造赠泽蚤泽 遭赠 泽藻择怎藻泽贼藻则蚤灶早 造赠泽蚤灶藻
源愿 原 造蚤灶噪藻凿 责燥造赠鄄怎遭蚤择怎蚤贼蚤灶 糟澡葬蚤灶泽 咱 允 暂 援 允燥怎则灶葬造 燥枣 月蚤燥造燥早蚤糟葬造
悦澡藻皂蚤泽贼则赠袁 圆园园猿袁 圆苑愿 渊员员冤院 愿怨缘员 原 愿怨缘怨
咱圆愿暂摇 匀葬则贼皂葬灶灶 原 孕藻贼藻则泽藻灶 砸袁 宰葬造造葬糟藻 酝袁 匀燥枣皂葬灶灶 运袁 运燥糟澡 郧袁 允燥澡灶泽藻灶
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悦凿糟源愿 葬糟贼蚤增蚤贼赠 贼燥 责则燥贼藻燥造赠贼蚤糟 葬灶凿 灶燥灶责则燥贼藻燥造赠贼蚤糟 怎遭蚤择怎蚤贼蚤灶鄄凿藻责藻灶凿藻灶贼
责则燥糟藻泽泽藻泽 咱允暂 援 悦怎则则藻灶贼贼 月蚤燥造燥早赠袁 圆园园源袁 员源渊怨冤院愿圆源 原 愿圆愿
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