小麦MADS-box基因TaAGL7-N的功能分析及其与黏类小麦雄性不育的关系研究

申请人采用抑制削减杂交（SSH）技术在黏类小麦细胞质雄性不育系中筛选到与小麦花发育调控基因TaAGL7高度同源的EST-S020，通过电子克隆及RT-PCR方法获得其全长cDNA，命名为TaAGL7-N。对其生物学效应综合分析发现，不育系中高水平的TaAGL7-N可能会使黏类小麦花发育进程受阻，进而导致雄性不育。本课题拟对TaAGL7-N在黏类小麦雄性不育发生过程中的作用进行系统的研究：首先采用Real-Time PCR、原位杂交技术分析TaAGL7-N在小麦雄性不育发生过程中的时空表达模式；利用染色质免疫共沉淀技术，进一步查明受TaAGL7-N调控的靶标基因；其次构建TaAGL7-N过表达载体，干预近等基因系小麦的花发育进程，进而剖析其在小麦雄性不育发生过程中的生物学功能。该研究的结果将丰富小麦雄性不育相关分子生物学理论，为小麦杂种优势利用和新品种分子设计奠定基础。

MADS-box基因家族编码真核生物中参与多种重要生物过程的转录因子。研究表明在被子植物中，MADS-box基因家族不仅参与花发育的过程，还参与了如生长点的确定、春化过程、果实成熟、种胚的发育等多种重要发育的调控过程。本项目利用QT-PCR方法对其表达模式进行了分析，深入了解小麦MADS-box基因TaAGL7-N的生物学功能，以期深入了解其在小麦生长发育过程中的作用，主要结果如下：该基因在苗期表达量较低，但到了生育后期表达量突然升高；亚细胞定位结果显示，35S驱动的GFP蛋白在细胞核和细胞质中都有表达；将TaAGL7-N超量表达转化拟南芥，对转基因株系进行表型鉴定，发现与野生型对照相比整株表现花期提前，多数种荚表现空瘪败育，但偶有正常种荚，电镜扫描结果显示花粉发育正常。