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小麦铝胁迫相关基因的研究进展

纪鸿飞  彭振英  毕玉平  单雷  
【摘要】:铝胁迫是世界范围内酸性土壤中抑制作物生长的主要因素。铝胁迫能够抑制细胞伸长和细胞分裂,导致根部发育迟缓并伴随着水分和营养吸收的降低。目前,就铝胁迫对谷物尤其是小麦、黑麦等的影响进行了一系列遗传分析研究。在铝胁迫处理的Warigal小麦(Al敏感品种)中发现了7个wali基因,分别为wali1,wali2,wali3,wali4,wali5,wali6和wali7。wali1编码植物类金属硫蛋白,与拟南芥、大豆、豌豆、野生猴面花、玉米和大麦等植物金属硫蛋白同源;wali2编码的蛋白与数据库中的其他序列没有明显的同源性;wali3,wali5和wali6编码的蛋白是丝氨酸蛋白酶抑制剂Bowman-Birk家族的成员,具有该家族的保守结构域;wali4编码的蛋白与苯丙氨酸解氨酶(PAL)同源;wali7与玉米、水稻的茎部特异性基因具有较高同源性,编码的蛋白是Gn_AT_II家族的一个成员。随后,在Victory小麦(Al敏感品种)分离出β-1,3-葡聚糖酶和fimbrin-like细胞骨架蛋白基因;在Atlas66小麦(Al敏感品种)筛选出4个铝调控基因war4.2、war5.2、war7.2和war13.2,序列比对显示4个基因分别与过氧化物酶、半胱氨酸酶、苯丙氨酸解氨酶和草酸氧化酶同源。铝胁迫影响了植物生命活动的方方面面,植物也进化出了许多措施来对抗铝胁迫。本研究主要就小麦铝胁迫相关蛋白的基本结构特征、生物学功能、表达调控以及最新研究进展进行综述。

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