小麦LEAsm基因及其启动子的克隆与功能研究

胚胎发育晚期丰富蛋白（LEA）是一个小的高亲水性的蛋白家族，该蛋白家族在逆境胁迫下大量积累，保护植物免受逆境胁迫。LEA蛋白可分为7组，其中重复的11-氨基酸基序是第3组 LEA蛋白的特征。为深入分析第3组LEA蛋白在小麦响应逆境胁迫中的作用机制，利用芯片技术从小麦表达谱中筛选出一个渗透胁迫诱导表达的第3组LEA蛋白基因TaLEAsm，然后根据该基因序列设计引物筛选石麦15的BAC文库，获得1个含有该基因的BAC单克隆，以该BAC单克隆质粒为模板，通过BAC延伸测序克隆了TaLEAsm基因及其启动子序列，并对TaLEAsm序列特征、表达模式和启动子功能进行了初步分析。结果表明，TaLEAsm基因序列仅含有1个105 bp的内含子，其开放读码框长675 bp，编码224个氨基酸。TaLEAsm含有10个11-氨基酸重复序列，属于第3组 LEA蛋白。低温、高盐和渗透胁迫均诱导TaLEAsm基因上调表达，但在根和叶中表达模式不同。在TaLEAsm基因起始密码子上游1 500 bp序列中，预测含有14个逆境响应顺式元件。在拟南芥中，TaLEAsm基因启动子能够启动GUS基因表达，渗透胁迫诱导GUS基因明显上调表达。以上结果表明，TaLEAsm为小麦脱水响应基因，其启动子为渗透胁迫诱导启动子。