劉秉焱，韓翠英，劉虎岐

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，陜西楊凌　712100)

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4個(gè)小麥抗旱相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子基因的表達(dá)及其與抗旱生理生化指標(biāo)的相關(guān)性

劉秉焱，韓翠英，劉虎岐

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，陜西楊凌712100)

摘要篩選轉(zhuǎn)錄因子基因作為小麥抗旱性鑒定指標(biāo)，豐富和補(bǔ)充小麥抗旱鑒定體系。以4個(gè)抗旱性不同的小麥品種為材料，通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR，檢測(cè)4個(gè)抗旱相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子基因( TaERF1 , TaMYB30, TaNAC69, Wabi5)在不同處理時(shí)間的表達(dá)，同時(shí)分析干旱脅迫下4個(gè)抗旱生理生化指標(biāo)的變化，探究4個(gè)轉(zhuǎn)錄因子基因的表達(dá)與抗旱生理生化指標(biāo)之間的相關(guān)性。結(jié)果表明，基因 TaERF1、 TaMYB30、 TaNAC69和 Wabi5的表達(dá)都受干旱脅迫的誘導(dǎo)，且在抗旱性不同的小麥品種中的表達(dá)模式存在明顯差異； 相關(guān)性分析表明， TaERF1在各脅迫持續(xù)時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)量都與可溶性蛋白和丙二醛(MDA)呈顯著或極顯著相關(guān)，在脅迫處理3 h、24 h和48 h時(shí)， TaERF1的表達(dá)量與相對(duì)含水量(RWC)顯著相關(guān)， TaMYB30、 TaNAC69和 Wabi5在一定時(shí)段的干旱脅迫后的表達(dá)量也分別與可溶性糖、可溶性蛋白、RWC和MDA存在顯著相關(guān)性。說(shuō)明轉(zhuǎn)錄因子基因 TaERF1、 TaMYB30、 TaNAC69和 Wabi5的表達(dá)可以作為評(píng)估小麥抗旱性的參考指標(biāo)。

關(guān)鍵詞小麥；干旱抗性；轉(zhuǎn)錄因子；抗旱指標(biāo)

干旱是影響農(nóng)作物產(chǎn)量的主要非生物脅迫因子之一。選育抗旱性較強(qiáng)的作物品種是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的一個(gè)重要途徑，快速準(zhǔn)確的對(duì)作物抗旱性進(jìn)行鑒定是品種選育的關(guān)鍵。目前對(duì)小麥抗旱性的評(píng)價(jià)多從形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化水平著手，較少有直接從分子水平對(duì)小麥抗旱性評(píng)價(jià)的研究[1-2]。植物受到干旱脅迫以后，通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)多個(gè)脅迫應(yīng)答功能基因的表達(dá)來(lái)提高自身的耐脅迫能力[3]。轉(zhuǎn)錄因子作為調(diào)控因子，在干旱脅迫下的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及功能基因的表達(dá)中起著承上啟下的重要作用[3-4]。

研究表明，與干旱脅迫應(yīng)答相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子多為AP2/ERF、MYB/MYC、NAC和bZIP類轉(zhuǎn)錄因子[5-6]。AP2/ERF類轉(zhuǎn)錄因子基因 TaERF1的表達(dá)在干旱脅迫后上調(diào)，將 TaERF1轉(zhuǎn)入擬南芥、小麥及煙草， TaERF1的超表達(dá)使多個(gè)脅迫應(yīng)答相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào)，顯著增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因植株對(duì)滲透脅迫的抗性[7]。在干旱脅迫下，MYB類轉(zhuǎn)錄因子編碼基因 TaMYB30的表達(dá)上調(diào)，轉(zhuǎn)入 TaMYB30的擬南芥在發(fā)芽和幼苗階段對(duì)干旱的抗性顯著增強(qiáng)，一些與干旱脅迫應(yīng)答相關(guān)基因的表達(dá)水平也發(fā)生了變化[8-9]。NAC類轉(zhuǎn)錄因子編碼基因 TaNAC69的表達(dá)水平也因干旱脅迫而顯著上調(diào)，超表達(dá) TaNAC69的小麥植株中一些干旱脅迫誘導(dǎo)基因的表達(dá)被上調(diào)，轉(zhuǎn)基因植株的水分利用效率升高，抗旱性顯著增強(qiáng)[10-12]。 Wabi5是小麥中一個(gè)bZIP類轉(zhuǎn)錄因子編碼基因，其表達(dá)也因干旱脅迫而上調(diào)，轉(zhuǎn) Wabi5基因煙草對(duì)干旱的耐受性顯著增強(qiáng)， Wabi5的表達(dá)使煙草中多個(gè)脅迫應(yīng)答相關(guān)基因的表達(dá)增強(qiáng)，表明 Wabi5在干旱脅迫應(yīng)答反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用[13]。

本研究通過(guò)測(cè)定干旱脅迫下小麥中轉(zhuǎn)錄因子基因 TaERF1、 TaMYB30、 TaNAC69和 Wabi5的表達(dá)及幾個(gè)常用生理生化指標(biāo)的變化，進(jìn)一步分析這些生理生化指標(biāo)的變化與基因表達(dá)的相關(guān)性，以期從基因的角度著手，探討轉(zhuǎn)錄因子基因的表達(dá)分析作為小麥抗旱性鑒定指標(biāo)的可行性，豐富和補(bǔ)充小麥抗旱鑒定體系，為小麥抗旱育種研究提供幫助。

1材料與方法

1.1材料與處理

以2個(gè)抗旱性較好的小麥品種‘普冰9946’和‘運(yùn)旱805’，2個(gè)干旱敏感性品種‘西農(nóng)979’和‘中麥895’為材料，小麥種子均來(lái)自西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院。

采用水培法，選取籽粒飽滿、大小一致的小麥種子，用自來(lái)水清洗2次，然后用φ=10%的次氯酸鈉溶液消毒15 min，再用蒸餾水清洗干凈。在培養(yǎng)皿的底部鋪2層濾紙，將種子均勻鋪于濾紙上，加蒸餾水使濾紙充分吸水浸濕，室溫暗室催芽約24 h。挑出不發(fā)芽的種子，將發(fā)芽一致的種子均勻擺在培養(yǎng)皿(d=200 mm)中，置于 25 ℃(光照16 h，黑暗8 h )培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。小麥幼苗長(zhǎng)至15 d時(shí)，向培養(yǎng)皿中加入15 mLw=20% PEG-6000溶液模擬干旱脅迫處理，同時(shí)設(shè)置水處理對(duì)照。

1.2生理生化指標(biāo)的測(cè)定

分別采取對(duì)照組和PEG處理48 h的小麥幼苗整體葉片，測(cè)定4個(gè)耐旱生理生化指標(biāo)，每組3個(gè)重復(fù)，每次做3個(gè)平行反應(yīng)。相對(duì)水分含量(RWC)= (鮮質(zhì)量-干質(zhì)量)/(飽和質(zhì)量-干質(zhì)量) ×100%[14]。丙二醛(MDA)摩爾質(zhì)量濃度測(cè)定采用硫代巴比妥酸比色法[15]?？扇苄蕴琴|(zhì)量濃度測(cè)定采用蒽酮比色法[16]?？扇苄缘鞍踪|(zhì)量濃度測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G250比色法[17]。

1.3實(shí)時(shí)熒光定量PCR

分別在PEG處理3、6、12、24和48 h時(shí)取小麥幼苗葉片并提取RNA，分析轉(zhuǎn)錄因子基因的表達(dá)量。采用Trizol試劑(TaKaRa公司)提取小麥幼苗葉片總RNA，經(jīng)超微量紫外分光光度計(jì)檢測(cè)和瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)，確定RNA的純度及完整性，用HiScriptTMQRT SuperMix for qPCR (+ gDNA wiper)試劑盒進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄，合成cDNA。

運(yùn)用軟件Primer premier 5.0，分別設(shè)計(jì)各基因的特異性引物(表1)，引物由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。

表1　候選基因及其引物

實(shí)時(shí)熒光定量PCR擴(kuò)增用AceQTMqPCR SYBR○RGreen Master Mix試劑盒，以基因β-actin為內(nèi)參，在CFX96型實(shí)時(shí)定量PCR儀(Bio-Rad公司)上進(jìn)行，每個(gè)樣品重復(fù)3次，且每次做3個(gè)平行反應(yīng)。實(shí)時(shí)熒光定量PCR反應(yīng)體系(10 μL)為cDNA模板1 μL，AceQTMqPCR SYBR○RGreen Master Mix 5 μL，上下游引物各0.2 μL (10 μmol/L)，滅菌超純水3.6 μL。PCR擴(kuò)增程序如下：95 ℃ 5 min；95 ℃ 10 s，61 ℃ 30 s,40個(gè)循環(huán)；反應(yīng)結(jié)束后65 ℃ 5 s，并以0.5℃/s的速度升至95 ℃進(jìn)行溶解曲線分析。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

用Microsoft Excel 2007和SPSS軟件進(jìn)行生理生化指標(biāo)數(shù)據(jù)分析。以對(duì)照組各指標(biāo)的測(cè)定值為參照，以PEG處理持續(xù)48 h后的測(cè)定值與對(duì)照組的比值作為各生理生化指標(biāo)的相對(duì)變化，并用SPSS軟件分析各指標(biāo)相對(duì)變化之間的相關(guān)性。

用CFX Manager軟件及Microsoft Excel 2007，按2-△△Ct法[18]計(jì)算目標(biāo)基因的相對(duì)表達(dá)量。用SPSS軟件分析不同處理持續(xù)時(shí)間下各基因的相對(duì)表達(dá)量與各生理生化指標(biāo)的相對(duì)變化之間的相關(guān)性。

2結(jié)果與分析

2.1不同品種小麥抗旱生理生化指標(biāo)差異分析

測(cè)定對(duì)照組及PEG處理持續(xù)48 h的各品種小麥的4種生理生化指標(biāo)(表2)，PEG處理后的小麥中4種生理生化指標(biāo)與對(duì)照組都具有顯著差異。計(jì)算脅迫48 h后各指標(biāo)的相對(duì)變化(表3)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4個(gè)生理生化指標(biāo)的相對(duì)變化在抗旱性不同的小麥品種間都存在顯著差異。2個(gè)抗旱性品種葉片中可溶性糖和可溶性蛋白的相對(duì)變化均大于2個(gè)干旱敏感性品種，可溶性糖在‘普冰9946’中的相對(duì)變化最大，為1.96，是最小的‘西農(nóng)979’的1.4倍。可溶性蛋白相對(duì)變化最大的品種‘運(yùn)旱805’是相對(duì)變化最小的品種‘中麥895’的1.5倍。MDA在2個(gè)干旱敏感性的品種中的相對(duì)變化均大于2個(gè)抗旱性品種。RWC在2個(gè)干旱敏感性品種中的變化也較大。

表2　4種材料對(duì)照組和干旱脅迫48 h后的生理指標(biāo))

表3　干旱脅迫48 h后各個(gè)抗旱生理生化指標(biāo)的相對(duì)變化)

相關(guān)性分析(表4)表明，PEG處理以后，可溶性蛋白的相對(duì)變化與MDA的相對(duì)變化呈負(fù)相關(guān)(r= -0.986，P<0.05)， 與相對(duì)含水量的相對(duì)變化呈正相關(guān)(r= 0.974，P<0.05)。MDA的相對(duì)變化與相對(duì)含水量的相對(duì)變化呈負(fù)相關(guān)(r= -0.985，P<0.05)。而可溶性糖與可溶性蛋白，MDA和RWC間的相關(guān)性不顯著。

2.2各轉(zhuǎn)錄因子基因在不同品種小麥中的表達(dá)模式分析

4個(gè)轉(zhuǎn)錄因子基因在不同品種的小麥中的表達(dá)模式如圖1所示。PEG處理下， TaERF1在4個(gè)品種的小麥中具有相似的表達(dá)模式，都表現(xiàn)出上升-下降-再上升-再下降的模式。第1個(gè)表達(dá)峰值都位于3 h時(shí)，之后逐漸降低，12 h時(shí)為最低。24 h時(shí)，基因 TaERF1的相對(duì)表達(dá)量再次升高，達(dá)到第2個(gè)表達(dá)峰值。2個(gè)抗旱性品種小麥中基因 TaERF1的表達(dá)水平明顯高于2個(gè)干旱敏感性品種，3 h和24 h時(shí)，基因 TaERF1在‘普冰9946’中的相對(duì)表達(dá)量分別為3.39和3.67，在‘運(yùn)旱805’中分別為3.53和3.92，而在‘西農(nóng)979’中為2.04和 1.73，‘中麥895’中為1.87和1.52。

PEG處理下，各品種的小麥幼苗中 TaMYB30的表達(dá)水平都上調(diào)了，且在各品種中隨脅迫處理時(shí)間都呈現(xiàn)出上升-下降-上升的表達(dá)模式。但在2個(gè)抗旱性品種中 TaMYB30表達(dá)的誘導(dǎo)明顯比2個(gè)干旱敏感性品種快而強(qiáng)， 3 h時(shí)2個(gè)抗旱性品種中的相對(duì)表達(dá)量即達(dá)到最大，‘普冰9946’中為4.75，‘運(yùn)旱805’中為3.71，而2個(gè)干旱敏感性品種中， 6 h時(shí)才達(dá)到最大相對(duì)表達(dá)量，‘西農(nóng)979’中為3.00，‘中麥895’中為2.21。

表4　各個(gè)抗旱生理生化指標(biāo)相對(duì)變化之間的相關(guān)性

注：*和**分別表示相關(guān)性達(dá)顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)水平 。表5同。

Note： * and ** indicate significant correlation (P<0.05) and very significant (P<0.01) respectively. The same as in table 5.

圖1　轉(zhuǎn)錄因子基因 TaERF1 (A)、 TaMYB30 (B)、

PEG處理下， TaNAC69在抗旱性品種和干旱敏感性品種中的表達(dá)模式有所不同。在2個(gè)抗旱性品種中，3 h時(shí) TaNAC69的表達(dá)量與對(duì)照組相比基本相等，6 h時(shí)其表達(dá)量有所下降，6 h以后，其表達(dá)量逐漸上升，48 h時(shí)都達(dá)到對(duì)照組的2倍以上；而在2個(gè)干旱敏感性品種中， 3 h時(shí) TaNAC69的表達(dá)量都顯著低于對(duì)照組，3 h以后表達(dá)量逐漸持續(xù)上升，48 h時(shí)其表達(dá)量顯著高于對(duì)照組，‘西農(nóng)979’ 中相對(duì)表達(dá)量為1.39，‘中麥895’中的相對(duì)表達(dá)量達(dá)到了1.58。

PEG處理下， Wabi5在不同品種小麥中的表達(dá)模式也不同。在2個(gè)抗旱性品種中， Wabi5都被快速誘導(dǎo)表達(dá)，3 h時(shí)表達(dá)水平即達(dá)到最高，之后逐漸下降并最終達(dá)到與對(duì)照組基本相同的水平。而在2個(gè)干旱敏感性品種中， Wabi5表達(dá)的誘導(dǎo)較慢， 6 h時(shí)表達(dá)量達(dá)到最高值，之后逐漸下降，‘中麥895’最終基本恢復(fù)到對(duì)照的水平，而‘西農(nóng)979’中的表達(dá)量下降較快，12 h時(shí)顯著低于對(duì)照組，24 h時(shí)有所回升，48 h再次下降，最終低于對(duì)照。PEG處理誘導(dǎo)后，抗旱品種‘普冰9946’中 Wabi5的表達(dá)量顯著高于其他品種。

2.3各轉(zhuǎn)錄因子基因的相對(duì)表達(dá)量與生理生化指標(biāo)相對(duì)變化的相關(guān)性分析

將4個(gè)轉(zhuǎn)錄因子基因的相對(duì)表達(dá)量與所測(cè)4個(gè)生理生化指標(biāo)的相對(duì)變化進(jìn)行相關(guān)性分析(表5)。 TaERF1在PEG處理3 h、24 h 和48 h時(shí)的相對(duì)表達(dá)量與可溶性蛋白的相對(duì)變化呈極顯著相關(guān)，6 h呈顯著相關(guān)；在脅迫3 h、6 h、12 h、24 h和48 h時(shí)的相對(duì)表達(dá)量與MDA的相對(duì)變化呈顯著相關(guān)，說(shuō)明 TaERF1的表達(dá)與可溶性蛋白和MDA具有非常密切的關(guān)系。 TaERF1在脅迫3 h、24 h和48 h時(shí)的相對(duì)表達(dá)量與RWC顯著相關(guān)，而其在各個(gè)脅迫時(shí)間點(diǎn)的相對(duì)表達(dá)量與可溶性糖相對(duì)變化的相關(guān)性都不顯著，說(shuō)明轉(zhuǎn)錄因子 TaERF1可能沒(méi)有參與有關(guān)糖代謝的調(diào)控。 TaMYB30 在PEG處理3 h時(shí)的相對(duì)表達(dá)量與RWC的相對(duì)變化顯著相關(guān)，48 h與可溶性蛋白的相對(duì)變化顯著相關(guān)。 TaNAC69在PEG處理后3 h的相對(duì)表達(dá)量與可溶性糖的相對(duì)變化顯著相關(guān)，12 h的相對(duì)表達(dá)量與可溶性蛋白和MDA的相對(duì)變化顯著相關(guān)，24 h的相對(duì)表達(dá)量與可溶性蛋白的相對(duì)變化顯著相關(guān)，48 h的相對(duì)表達(dá)量與可溶性糖的相對(duì)變化顯著相關(guān)。 Wabi5在PEG處理3 h的相對(duì)表達(dá)量與可溶性糖的相對(duì)變化顯著相關(guān)，12 h的相對(duì)表達(dá)量與可溶性糖的相對(duì)變化極顯著相關(guān)，說(shuō)明轉(zhuǎn)錄因子 Wabi5可能參與有關(guān)糖代謝的調(diào)控。

表5　轉(zhuǎn)錄因子基因相對(duì)表達(dá)量與生理生化指標(biāo)相對(duì)變化的相關(guān)性

3討 論

3.1各轉(zhuǎn)錄因子基因的表達(dá)受干旱脅迫誘導(dǎo)

轉(zhuǎn)錄因子在干旱脅迫信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)和功能基因的表達(dá)中具有極其重要的調(diào)控作用。一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子可能調(diào)控多個(gè)功能基因的表達(dá)[19-20]，說(shuō)明轉(zhuǎn)錄因子往往作用于干旱脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。本研究中各基因的表達(dá)出現(xiàn)上下波動(dòng)的模式，特別是 TaERF1和 Wabi5的表達(dá)量表現(xiàn)為上升-下降-再上升-再下降的模式。有報(bào)道表明一般mRNA的表達(dá)都為脈沖型[21]，因此，上下波動(dòng)表達(dá)也應(yīng)該為一種正確的基因表達(dá)類型。通過(guò)比較4個(gè)轉(zhuǎn)錄因子基因 TaERF1、 TaMYB30、 TaNAC69和 Wabi5在4個(gè)不同品種的小麥幼苗葉片中相對(duì)表達(dá)量變化發(fā)現(xiàn)，在PEG處理處理下，各個(gè)基因的表達(dá)水平都不同程度被上調(diào)，這與前人的研究結(jié)果一致[7-13]，也說(shuō)明這4個(gè)轉(zhuǎn)錄因子在小麥對(duì)干旱脅迫的應(yīng)答中發(fā)揮重要作用；同時(shí)，據(jù)此推測(cè)轉(zhuǎn)錄因子 TaERF1、 TaMYB30、 TaNAC69和 Wabi5在小麥干旱脅迫應(yīng)答中起正調(diào)控的作用。

3.24個(gè)轉(zhuǎn)錄因子基因在不同小麥中的表達(dá)模式存在差異

根據(jù)信號(hào)傳遞過(guò)程是否需要脫落酸(ABA)的參與,植物的干旱脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑分為ABA依賴性途徑和非ABA依賴性途徑兩類[22]。不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在發(fā)揮的作用和響應(yīng)的時(shí)間上都不同[23]。轉(zhuǎn)錄因子 TaERF1、 TaNAC69和 Wabi5為ABA依賴性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的調(diào)節(jié)因子[7,10,13]，而 TaMYB30為非ABA依賴性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的調(diào)節(jié)因子[8-9]。本試驗(yàn)結(jié)果中，各個(gè)基因在不同品種的小麥中的表達(dá)水平和誘導(dǎo)模式都存在差異，其原因可能是每個(gè)基因所參與的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路不同，并且不同品種的小麥應(yīng)答干旱脅迫的機(jī)制存在差異。與干旱敏感性小麥相比，2個(gè)抗旱性品種小麥的幼苗葉片中基因 TaERF1、 TaMYB30、 TaNAC69和 Wabi5的表達(dá)受干旱脅迫的誘導(dǎo)更為明顯。進(jìn)一步表明這些轉(zhuǎn)錄因子可能參與小麥干旱脅迫應(yīng)答反應(yīng)。

3.3各轉(zhuǎn)錄因子基因的表達(dá)與生理生化指標(biāo)的相關(guān)性

植物受到干旱脅迫以后，體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧會(huì)將細(xì)胞膜過(guò)氧化而產(chǎn)生MDA，所以MDA指標(biāo)直接反映細(xì)胞膜的損傷程度；植物體內(nèi)一些清除活性氧的酶含量的增加，能夠減輕活性氧對(duì)細(xì)胞膜的傷害；干旱脅迫下，植物體內(nèi)可溶性蛋白、可溶性糖等高親水性分子的積累可以防止細(xì)胞水分流失[24]。同時(shí)，LEA蛋白等可溶性蛋白具有穩(wěn)定細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，作為分子伴侶結(jié)合離子和防止氧化等作用[25]。本研究中，可溶性蛋白的相對(duì)變化與MDA的相對(duì)變化顯著負(fù)相關(guān)，與RWC的相對(duì)變化顯著相關(guān)，與上述理論一致。 TaERF1的相對(duì)表達(dá)量與可溶性蛋白相對(duì)變化的相關(guān)性除了在12 h不顯著外，其余各個(gè)脅迫持續(xù)時(shí)段都呈顯著或極顯著， TaERF1在各個(gè)脅迫持續(xù)時(shí)段的相對(duì)表達(dá)量與MDA的相對(duì)變化都呈顯著負(fù)相關(guān)，同時(shí)，3、24和48 h的相對(duì)表達(dá)量與RWC的相對(duì)變化顯著相關(guān)，表明轉(zhuǎn)錄因子 TaERF1可能參與調(diào)控可溶性蛋白及活性氧清除相關(guān)的酶表達(dá)量對(duì)干旱脅迫的植物進(jìn)行保護(hù)，提高植物的抗旱能力。 TaMYB30的相對(duì)表達(dá)量和RWC的相對(duì)變化顯著相關(guān)，與可溶性蛋白相對(duì)變化顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明轉(zhuǎn)錄因子 TaMYB30可能參與調(diào)控可溶性蛋白的積累而提高小麥的保水能力。 TaNAC69的相對(duì)表達(dá)與可溶性糖和可溶性蛋白的相對(duì)變化顯著相關(guān)，與MDA的相對(duì)變化顯著負(fù)相關(guān)，表明干旱脅迫下， TaNAC69可調(diào)控可溶性糖和可溶性蛋白等溶質(zhì)的積累，對(duì)細(xì)胞膜產(chǎn)生保護(hù)作用。 Wabi5的相對(duì)表達(dá)與可溶性糖的相對(duì)變化顯著或極顯著相關(guān)，反映 Wabi5可能參與調(diào)節(jié)可溶性糖的積累，提高小麥耐旱性。

總之，轉(zhuǎn)錄因子基因 TaERF1 、 TaMYB30、 TaNAC69 和 Wabi5的表達(dá)與小麥干旱脅迫應(yīng)答反應(yīng)具有密切的關(guān)系，在小麥幼苗葉片中的表達(dá)均有上調(diào)，且在抗旱性品種‘普冰9946’和‘運(yùn)旱805’中的表達(dá)量比干旱敏感性品種‘西農(nóng)979’和‘中麥895’中高?？扇苄缘鞍?、可溶性糖、RWC和MDA是評(píng)價(jià)植物抗旱性的常用指標(biāo)[13]，而在本研究中， TaERF1在各個(gè)時(shí)段的表達(dá)與可溶性蛋白和RWC有顯著或極顯著相關(guān)性，與MDA顯著負(fù)相關(guān)； TaMYB30、 TaNAC69 和 Wabi5在一定時(shí)間的干旱脅迫下的表達(dá)量也分別與可溶性蛋白、可溶性糖、RWC和MDA存在顯著相關(guān)性，因此，在評(píng)估小麥的抗旱性時(shí)，可以將基因 TaERF1 、 TaMYB30、 TaNAC69 和 Wabi5的表達(dá)情況作為參考指標(biāo)。

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Received 2015-03-02Returned2015-04-04

Foundation itemYouth Academic Backbone Research Foundation of Northwest A&F University (No. 01140302).

First author LIU Bingyan,male,master.Research area:molecular biology of plant stress resistance. E-mail:327883242@qq.com

(責(zé)任編輯：成敏Responsible editor:CHENG Min)

Correlation between Expression of Drought-related Transcription Factor Genes and PhysiologicalBiochemical Indexes in Wheat

LIU Bingyan,HAN Cuiying and LIU Huqi

(College of Life Sciences,Northwest A&F University,Yangling Shaanxi712100,China)

AbstractThis paper aims at screening transcription factor genes as indexes of identification of wheat drought resistance,enriching and complementing the identification system of current wheat drought resistance . Correlation between expression of transcription factor genes and four physiological and biochemical indexes was investigated under drought stress using four varieties of wheat. The genes include four drought-related transcription factor genes ( TaERF1 , TaMYB30, TaNAC69, Wabi5 ). The results showed that the expression of TaERF1 , TaMYB30, TaNAC69, Wabi5 were induced by drought stress,and the expression profiles were different among the genes between drought tolerant wheat and drought sensitive wheat. Correlation analysis showed that the expression of TaERF1 was significantly correlated to soluble protein and malonaldehyde (MDA) during drought stress,it also correlated to relative water content (RWC) after 3 h,24 h and 48 h of drought. The expression of TaMYB30, TaNAC69, Wabi5 after some certain time also had significant correlation with soluble protein,soluble sugar,RWC and MDA. The results indicated that the expression of TaERF1, TaMYB30, TaNAC69 and Wabi5 could be appraisal indexes of drought-tolerance of wheat.

Key wordsWheat; Drought-resistance; Transcription factor; Drought-resistance index

收稿日期：2015-03-02修回日期：2015-04-04

基金項(xiàng)目：西北農(nóng)林科技大學(xué)青年學(xué)術(shù)骨干研究基金(01140302)。

通信作者：劉虎岐，男，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事植物分子遺傳學(xué)、植物干旱抗性及植物發(fā)育生物學(xué)研究。E-mail:liuhuqi@nwsuaf.edu.cn

中圖分類號(hào)S332.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號(hào)1004-1389(2016)04-0530-08

Corresponding authorLIU Huqi,male,associate professor,Ph.D,master instructor.Research area:plant molecular genetics,plant drought resistance and plant developmental biology. E-mail: liuhuqi@nwsuaf.edu.cn

網(wǎng)絡(luò)出版日期：2016-04-02

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160402.1112.016.html

第一作者：劉秉焱，男，碩士，從事植物抗逆分子生物學(xué)研究。E-mail: 327883242@qq.com