小麦液泡膜反转运蛋白基因TaNHX1的生物信息学分析
【全国百强校】天津市耀华中学2017届高三第二次校模拟考试理综生物试题
【全国百强校】天津市耀华中学2017届高三第二次校模拟考试理综生物试题一、综合题1.将某植物置于密闭的容器中，测量其CO 2的吸收量与光照强度的关系，结果如下图1所示。
请回答问题：（1）由图1可知，影响A 、B 两点光合速率的主要因素是。
与A 点相比，B 点所处条件光合作用合成有机物的量。
（2）光照强度较弱的阴雨天时，适当降低温度，有利于大棚植物的产量，从图1分析，其原因是。
（3）图2是C 点时植物体内有关的生理过程示意图，能产生ATP 的过程有（填图中标号）。
图中会消耗H 2O 的过程除①外还有（填图中标号）。
【答案】（1）光照强度、温度多（2）适当降低温度利于降低呼吸作用强度，提高净光合速率（3）①③④④【解析】试题分析：（1）A 、B 两点，A 点的呼吸作用小于B 点的呼吸作用，由于温度不同，导致光合作用不同，因此温度是影响A 、B 两点光合速率因素，随着光照强度的增加，光合速度也增加，说明影响因素还有光照强度。
（2）为提高产量，在连续阴雨天可适当降低大棚内的温度，降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗，提高净光合速率。
（3）C 点表示光合速度等于呼吸速度，因此能产生ATP 的过程呼吸作用和光合作用的光反应阶段也能产生ATP ，①表示光反应阶段，可以产生ATP ，③④表示有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，都能产生ATP 。
有氧呼吸第二阶段消耗水，故图中会消耗H 2O 的过程除①外还有④。
考点：本题主要考查光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
2.我国一科研团队将小麦液泡膜Na +/K +逆向转运蛋白基因（TaNHX2基因）转移到水稻细胞内，获得了转基因耐盐水稻新品种。
回答下列有关问题：（1） TaNHX2基因通过控制____________直接控制生物的耐盐性状。
（2）为检测目的基因在水稻细胞中是否成功导入，运载体上应含有特定的______________。
浙江省杭州学军中学海创园学校2025届生物高三第一学期期末经典模拟试题含解析
浙江省杭州学军中学海创园学校2025届生物高三第一学期期末经典模拟试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、选择题：（共6小题，每小题6分，共36分。
每小题只有一个选项符合题目要求）1．某同学做了以下实验：取A、B两支试管，在A中加入煮熟的蚕豆子叶，B中加入发芽的蚕豆子叶。
在两试管中分别加入亚甲基蓝溶液（亚甲基蓝氧化态为蓝色，还原态为无色），一段时间后倒出溶液，两试管中的子叶都呈蓝色。
然后两试管分别加水淹没子叶，抽气，在水面覆盖适量石蜡油，适宜温度下保温一段时间后，A管子叶蓝色深度不变，B管子叶蓝色变浅。
取出两管子叶放在滤纸上一段时间，A管子叶蓝色深度不变，B管子叶蓝色深度一定程度恢复。
下列分析不合理的是（）A．该实验中抽气并在水面覆盖适量石蜡油的目的是隔绝空气，制造无氧环境B．保温后A管子叶蓝色深度不变的原因是高温导致酶失活，细胞无呼吸作用C．保温后B管子叶蓝色变浅的原因是亚甲基蓝被无氧呼吸产生的[H]还原D．滤纸上B管子叶蓝色深度恢复的原因是子叶进行有氧呼吸将亚甲基蓝氧化2．下列关于种群和群落的叙述，错误的是（）A．种群是生物进化的基本单位，若某种群没有发生突变，则该种群不能进化B．退耕还林、布设人工养殖网箱都会引发群落演替C．习性相似物种的生活区域重叠越多，对资源的利用就越充分D．某些雄鸟会进行复杂的求偶炫耀，表明行为信息在种群繁衍中起重要作用3．线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。
细胞接收凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf-1蛋白结合引起细胞凋亡。
下列说法错误的是（）A．无氧呼吸中消耗[H]的场所为细胞质基质B．在有活力的细胞中，细胞色素c主要定位在线粒体内膜上C．细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATPD．若细胞中Apaf-1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡4．新疆野生油菜（P1）具有低芥酸、抗病虫等特性，为了改良甘蓝型油菜（P2），研究人员将两种植物的体细胞进行融合获得了杂种植物F1，然后加入一对引物进行PCR鉴定，结果如下图所示。
TaNHX1基因的组织特异性表达及生物信息学分析
（ １ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｂ ｉ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ０ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｔ ｔ ｏ ｎ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ
Ｐ Ｃ Ｒ分析表明， 小麦 中总 Ｎ Ｈ Ｘ基 因的表达具有组织特异性 ， 根和叶中的表达丰度明显高于茎和穗 ， 这一 表
达模式可能与植物在耐盐 、 耐旱过程中根和叶的生 理功能相 关 ； 而根和 叶中表达 丰度 的差异也 可能与不 同
材料的耐旱性有关 。 关键词 ： 小麦 ； Ｎ Ｈ Ｘ基 因； 跨膜结构 ； 表达分析
ｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｍｉ ｎ ｏ ａ ｃ ｉ ｄ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｅ ｎ ｃ ｏ ｄ ｅ ｄ １ １ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｉ ｔ ｓ Ｎ－ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｌ ａ ｗ ａ ｓ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｍｈ ｒ ａ ｎ ｅ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ Ｃ— ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ ｗａ ｓ ｌ ｃａ ｏ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｎ ｏ ｐ ｌ ｓｔ ａ ． ｈｅ Ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｔ ｗａ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｅ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ｈ ｙ ｄ ｏｐ ｒ ｈ ｏ ｂ ｉ ｃ ｌａ ａ ｎ ｉ ｎ ｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ １ ９ ７ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ｏ ｎ ｉ ｎ ｅ ．Ｐ ｈ ｙ ｌ ｏ ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｔ ｒ ｅ ｅ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ Ｔ ａ Ｎ ＨＸ１ ｈ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｅ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｙ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｗ ｉ ｈ ｔ
白粉菌诱导下小麦tanho1基因的克隆、表达分析及亚细胞定位
麦类作物学报㊀２０１９,３９(１２):１４１６－１４２６J o u r n a l o fT r i t i c e a eC r o ps d o i :１０．７６０６/j．i s s n ．１００９Ｇ１０４１．２０１９．１２．０４网络出版时间:２０１９Ｇ１２Ｇ１１网络出版地址:h t t p ://kn s ．c n k i ．n e t /k c m s /d e t a i l /６１．１３５９．s ．２０１９１２０９．１５１５．００６．h t m l 白粉菌诱导下小麦T a N H O １基因的克隆、表达分析及亚细胞定位收稿日期:２０１９Ｇ０４Ｇ２２㊀㊀㊀修回日期:２０１９Ｇ０７Ｇ１６基金项目:国家重点研发计划项目(２０１７Y F D ０１００７０１)第一作者王晖(E Ｇm a i l :１５０２９９９００１６＠１６３．c o m )通讯作者:吉万全(E Ｇm a i l :j i w a n q u a n ２００８＠１２６．c o m );张宏(E Ｇm a i l :z h a n gh １１２９＠n w a f u ．e d u ．c n )王晖,徐晓敏,罗腾丽,吉万全,张宏(西北农林科技大学农学院/农业部作物基因资源与种质创制陕西科学观测实验站,陕西杨凌７１２１００)摘㊀要:非寄主抗性基因N HO １(n o n Ｇh o s t r e s i s t a n c e １)编码的甘油激酶(g l yc e r o l k i n a s e ,G K ),是甘油代谢中的限速酶之一,参与植物对多种病害的抵御过程.为进一步探究其响应小麦白粉菌侵染的表达模式,利用R T ＧP C R 方法克隆获得了转录自抗病种质N ９１３４的三个部分同源染色体的小麦N HO １基因(分别命名为T a N HO １Ｇ２A ㊁T a N HO １Ｇ２B 和T a N HO １Ｇ２D ),分析三个T a N HO １同源基因的序列㊁启动子组成元件和表达模式,并明确了其亚细胞定位.序列分析结果表明,小麦T a N HO １Ｇ２A /２B /２D 基因C D S 区序列全长分别为１６０５㊁１５９９和１６０５b p ,分别编码５３４㊁５３２和５３４个氨基酸残基;３个同源基因均含有与A t N HO １(A T １G ８０４６０．１)基因以及O s N HO １(O s ０４G ０６４７８００)基因高度相似的F G G Y _N 端和F G G Y _C 端结构域.经对启动子区结构分析,该基因启动子区含有大量与植物激素及逆境响应相关的顺式作用元件,意味着T a N ＧHO １可受到多种植物激素诱导并参与小麦抗病过程.q R T ＧP C R 结果表明,在N ９１３４抗病近等基因系响应白粉菌(B l u m e r i a g r a m i n i s f ．s p ．t r i t i c i ,B g t )侵染过程中,三个同源基因在不同时间点表达模式不同,其中T a N HO １Ｇ２A ㊁T a N HO １Ｇ２B 基因在侵染早期均上调表达,而T a N HO １Ｇ２D 则表现出多次波动的表达模式;在N ９１３４感病近等基因系遗传背景下,同源基因的表达水平在病菌侵染后４８h 均表现出下调,说明该基因能够响应白粉菌侵染.经亚细胞定位分析,该基因主要作用于细胞质㊁细胞膜以及核膜.关键词:小麦白粉病;N HO １;调控元件;表达分析;亚细胞定位中图分类号:S ５１２．１;S ３３０㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:１００９Ｇ１０４１(２０１９)１２Ｇ１４１６Ｇ１１C l o n i n g ,E x p r e s s i o nA n a l ys i s a n dS u b c e l l u l a rL o c a l i z a t i o no f T a N H O １G e n e I n d u c e db y P o w d e r y Mi l d e w i n W h e a t (T r i t i c u ma e s t i v u m )W A N G H u i ,X UX i a o m i n ,L U OT e n g l i ,J IW a n q u a n ,Z H A N G H o n g(C o l l e g e o fA g r o n o m y ,N o r t h w e s tA &FU n i v e r s i t y /S h a a n x iR e s e a r c hS t a t i o no fC r o p G e n eR e s o u r c e s&G e r m p l a s m E n h a n c e m e n t ,M i n i s t r y o fA g r i c u l t u r e ,P ．R．C h i n a ,Y a n g l i n g,S h a a n x i ７１２１００,C h i n a )A b s t r a c t :N o n Ｇh o s t r e s i s t a n c e g e n e s NHO １e n c o d e s g l y c e r o lk i n a s e (G K ),w h i c hi so n eo f t h er a t e Ｇl i m i t i n g e n z y m e s i n g l y c e r o lm e t a b o l i s m．I no r d e r t o e x p l o r e i t s e x p r e s s i o n p a t t e r n i nr e s po n s e t o t h e i n f e c t i o no f p o w d e r y m i l d e w ,t h e NHO １g e n e t r a n s c r i b e d f r o mt h r e e p a r t i a l h o m o l o go u s c h r o m o s o m e s w a s c l o n e d f r o m w h e a t g e r m p l a s m N ９１３４b y R T ＧP C R ,a n dd e s i gn a t e da s T a NHO １Ｇ２A ,２B a n d ２D ．T h e p r o m o t e rc o m p o n e n t s ,e x pr e s s i o n p a t t e r n sa n ds u b c e l l u l a r l o c a l i z a t i o no f T a NHO １g e n e w e r e f u r t h e r d e t e r m i n e d ．T h er e s u l to fs e q u e n c ea n a l y s i ss h o w e dt h a tt h ef u l l l e n g t ho fC D Sr e gi o no f w h e a t T a NHO １Ｇ２A /２B /２D g e n e i s １６０５,１５９９a n d １６０５b p ,e n c o d i n g ５３４,５３２a n d ５３４a m i n o a c i d s ,r e s p e c t i v e l y ．P r o t e i nd o m a i na n a l y s i s s h o w e d t h a t t h e t h r e eh o m o l o go u s g e n e s c o n t a i nF G G Y _N Ｇt e r Ｇm i n a l d o m a i na n dF G G Y _C Ｇt e r m i n a l d o m a i nw h i c ha r eh i g h l y s i m i l a r t o A t NHO １(A T １G ８０４６０．１)g e n e a n d O s NHO １(O s ０４G ０６４７８００)g e n e ．T h e s t r u c t u r e a n a l y s i s s h o w e d t h a t t h e p r o m o t e r r e gi o no fT a NHO１c o n t a i n s a l a r g e n u m b e r o f p l a n t h o r m o n e s a n d c i sＧa c t i n g e l e m e n t s i n s t r e s s r e s p o n s e,w h i c h m e a n t t h a t T a NHO１c o u l d b e i n d u c e d b y a v a r i e t y o f p l a n t h o r m o n e s a n d p a r t i c i p a t e s i n t h e p r o c e s s o f w h e a t d i s e a s e r e s i s t a n c e．T h er e s u l t so f q R TＧP C Rs h o w e dt h a t T a NHO１i sr e s p o n s i v et o p o w d e r y m i l d e w(B l u m e r i a g r a m i n i s f．s p．t r i t i c i,B g t)i n f e c t i o n i nt h ed i s e a s eＧr e s i s t a n tn e a r i s o g e n i c l i n eo f N９１３４R/S,a l t h o u g ht h ee x p r e s s i o no ft h et h r e eh o m o l o g o u s g e n e si sd i f f e r e n ta td i f f e r e n tt i m e p o i n t s．T a NHO１Ｇ２A/２B g e n e s h o w e du pＧr e g u l a t e de x p r e s s i o n p a t t e r na t t h ee a r l y s t a g eo f i n o c u l aＧt i o n,w h i l e T a NHO１Ｇ２D g e n e s h o w e d f l u c t u a n t e x p r e s s i o n p a t t e r n．U n d e r t h e g e n e t i c b a c k g r o u n do f N９１３４s u s c e p t i b l en e a rＧi s o g e n i c l i n e,t h e e x p r e s s i o n l e v e l o f h o m o l o g o u s g e n ew a sd o w nＧr e g u l a t e da t ４８h p o s t i n o c u l a t i o n,i n d i c a t i n g t h a t t h e g e n e r e s p o n d s t o p o w d e r y m i l d e wi n f e c t i o n．T h e r e s u l t so f s u b c e l l u l a r l o c a l i z a t i o ns h o w e dt h a t t h e g e n em a i n l y a c t e d i nc y t o p l a s m,c e l lm e m b r a n ea n dn u c l e a r m e m b r a n e．T h e r e s u l t s o f t h i s s t u d y l a y a f o u n d a t i o nf o r f u r t h e r a n a l y s i so f t h es p e c i f i c f u n c t i o no f T a NHO１g e n e i nw h e a t．K e y w o r d s:W h e a t;p o w d e r y m i l d e w;NHO１;R e g u l a t o r y e l e m e n t s;E x p r e s s i o na n a l y s i s;S u b c e l l u l a r l o c a l i z a t i o n㊀㊀小麦白粉病是小麦生长中后期的主要病害之一,由禾本科布氏白粉菌小麦专化型(B l u m e r i a g r a m i n i s f．s p．t r i t i c i,B g t)侵染所引起,导致小麦(T r i t i c u ma e s t i v u m)叶绿素降解,光合速率降低,产量受损[１].实践证明,利用抗病品种无疑是防控白粉病危害最经济㊁便利的方法.目前,在小麦中已经有６４个抗白粉病基因被正式命名[２].但是,多数品种携带的抗性基因(r e s i s t a n c e g e n e, R)为专一抗性基因,其抗病谱窄,面对变异频繁的病菌,其抗性容易丧失.因此,育种实践中,对抗病基因,尤其是广谱抗性基因的需求和研究显得更加迫切[３Ｇ４].在长期的协同进化中,植物对大多数的微生物入侵产生了免疫力[５Ｇ６].其中非寄主抗性是植物对大多数病原微生物最普遍的抗病形式之一,且具有广谱持久的特性.植物的先天免疫系统包括两种反应模式,一个是被模式识别受体(p a tＧt e r n r e c o g n i t i o n r e c e p t o r s,P R R s)识别的病原物表面分子(p a t h o g e nＧa s s o c i a t e d m o l e c u l a r p a tＧt e r n s,P AM P s)所触发的免疫反应(P AM PＧt r i gＧg e r e d i mm u n i t y,P T I)[７];另一个是由N BＧL R R 蛋白识别效应因子所启动的免疫反应(E f f e c t o rＧt r i g g e r e d i mm u n i t y,E T I)[８].无论是P T I还是E T I在植物抗病方面所起到的作用都需要复杂的信号网络,涉及到各种植物激素的调节.其中,水杨酸(s a l i c u l i ca c i d,S A)调节的信号通路在多个非寄主抗性反应中扮演着重要的角色,如拟南芥防御柑橘溃疡病菌[９]㊁水稻(转玉米非寄主抗性基因R x o１)抵抗细菌性条斑病反应[１０]等.值得注意的是,类似于抗病基因P R１和P A D４[１１],寄主响应细菌和真菌病原体等非寄生菌胁迫过程中, NHO１基因亦是植物非寄主抗性病程中必需和共有的[１２].如在拟南芥(A r a b i d o p s i s t h a l i a n a)中,NHO１基因有助于抵抗真菌灰葡萄胞菌(B o t r y t i s c i n e r e)和细菌丁香假单胞菌(P s e u d oＧm o n a s s y r i n g a e t a b a c i P．s．t a b a c i)的侵染[１３Ｇ１４].与此同时,NHO１基因也参与部分抗性基因所介导的寄主抗性,如R P M１㊁R P S２等[１２,１５].除模式植物外,水稻(O r y z a s a t i v a)O s NHO１基因[１６]和苋色蔾(C h e n o p o d i u ma m a r a n t i c o l o r)C a NHO１基因[１５]同样也被证实在相应的非寄主和寄主抗性中发挥着重要作用.正是由此,P e a r t等[１７]认为非寄主抗性与寄主抗性机制之间存在一定的相关性.由此可见,NHO１基因在广谱抗性方面具有广泛的功能和广阔的利用前景.然而,目前对植物非寄主抗性分子机制的研究依然十分有限.拟南芥NHO１基因编码的甘油激酶(g l y c e rＧo l k i n a s e,G K),是甘油代谢的限速酶[１８];同时也是能量代谢的关键酶,对脂肪的储存和碳水化合物的代谢起着至关重要的作用[１９].甘油激酶催化甘油产生的３Ｇ磷酸甘油(g l y c e r o lＧ３Ｇp h o s p h a t e, G３P),是拟南芥基础抗性和系统获得性抗性(s y s t e m i c a c q u i r e d r e s i s t a n c e,S A R)中植物防御信号的一种新型调控因子[１４,２０].Y a n g等[２１]报道小麦中NHO１基因通过参与调控G３P的合成来影响对小麦条锈菌(P u c c i n i as t r i i f o r m i s W e s tＧe n d f．s p．t r i t i c i E r i k s s,P s t)的抗性,同时证实该基因参与了S A通路对无毒P s t小种C Y R２３７１４１第１２期王晖等:白粉菌诱导下小麦T a N HO１基因的克隆㊁表达分析及亚细胞定位的应答,但对于响应小麦白粉菌侵染过程中该基因的表达差异,以及对该基因的启动子研究以及亚细胞定位等未见报导.因此在小麦转录组数据基础上[２２],本研究克隆了小麦中位于A㊁B㊁D三个基因组中的NHO１基因的部分同源序列,通过对其在小麦白粉菌胁迫下,三个部分同源染色体基因各自时空表达模式㊁启动子区域序列上调控元件及亚细胞定位进行初步分析,以期对该基因在小麦抗白粉病过程中的功能进行进一步解析.１㊀材料与方法１．１㊀材料与菌株小麦条锈病和白粉病兼抗种质N９１３４是以染色体工具材料 阿勃５B非整倍体 为母本,与野生二粒小麦(T r i t i c u md i c o c c o i d e s)A s８４６杂交后代经抗性定向选择而来的农艺性状良好且抗白粉病的小麦新种质.陕优２２５为本实验小麦白粉菌繁殖寄主和接种感病对照.以N９１３４为供体,陕优２２５为轮回亲本,经７轮回交培育的携带P m A s８４６抗/感病近等基因系N９１３４R和N９１３４S由西北农林科技大学农学院培育并保存.中国春(C h i n as p r i n g,C S)及中国春缺体Ｇ四体N２B T２A㊁N２D T２B㊁双端体D T２A S㊁陕优２２５和本氏烟草(N i c o t i a n ab e n t h a m i a n a)的种子均由西北农林科技大学农学院提供.㊀㊀小麦白粉菌(B l u m e r i a g r a m i n i s f．s p．t r i t i c i B g t)E０９菌株由中国农业科学院植物保护研究所麦类病害创新课题组惠赠.１．２㊀材料的处理将N９１３４及其抗病近等基因系N９１３４R㊁感病近等基因系N９１３４S种于盆钵中,置于２５ħ人工培养箱中培养.待幼苗长到两叶一心时,通过抖接法接种E０９菌株.分别于接种前０h,接种后１２㊁２４㊁３６㊁４８㊁７２h取叶样,置于－８０ħ保存备用.１．３㊀基因组D N A、总R N A的提取及c D N A第一链的合成采用C T A B法[２３]提取小麦叶片基因组D N A.采用T r i z o l试剂法[２４]对不同时间点叶片样品进行总R N A的提取.再根据P r i m e S c r i p t T M Ⅱ１s tS t r a n dc D N A S y n t h e s i s K i t(T a K a R a,大连)试剂盒程序进行c D N A第一链的合成.１．４㊀目的基因C D S区序列克隆及定位利用Z h a n g等[２２]N９１３４转录组数据基础结合基因组测序结果,依据获得序列中最大开放阅读框设计引物(表１).以引物T a N HO１ＧF/R㊁T a N HO１Ｇ２B F/R㊁T a N HO１Ｇ２D F/R在c D N A中进行P C R扩增并采用缺体Ｇ四体定位,以特异性引物在D N A中扩增,来明确该基因所在染色体位置.P C R反应体系及程序参照吴迪等[２５]方法.１．５㊀生物信息学分析通过N C B I(h t t p s://w w w．n c b i．n l m．n i h．g o v)和U R G I(h t t p s://w h e a tＧu r g i．v e r s a i l l e s．i nＧr a．f r/T o o l s)中B L A S T程序对T a NHO１基因进行核酸序列及其氨基酸序列进行比对;用E xＧP A S y(h t t p s://w w w．e x p a s y．o r g/r e s o u r c e s)中的在线网站资源进行生物信息学分析,如I n t e rＧP r o S c a n(h t t p://w w w．e b i．a c．u k/i n t e r p r o/ s e a r c h/s e q u e n c eＧs e a r c h)软件进行保守结构域预测;用T a r g e tP１．１S e r v e r(h t t p://w w w．c b s．d t u．d k/s e r v i c e s/T a r g e t P)㊁S i g n a lP３．０S e r v e r (h t t p://w w w．c b s．d t u．d k/s e r v i c e s/S i g n a l PＧ３．０)以及TMHMM S e r v e r v２．０(h t t p://w w w．c b s．d t u．d k/s e r v i c e s/T MHMM/)软件对蛋白的信号肽㊁跨膜螺旋进行预测;用P r o t S c a l e(h tＧt p s://w e b．e x p a s y．o r g/p r o t s c a l e)对蛋白的亲疏水性进行预测;用N e t P h o s２．０(h t t p://w w w．c b s．d t u．d k/s e r v i c e s/N e t P h o sＧ２．０)进行磷酸化位点预测;用C e l lＧP L o c２．０(h t t p://w w w．c s b i o．s j t u．e d u．c n/b i o i n f/C e l lＧP L o cＧ２)进行该蛋白亚细胞定位预测.用D N AMA N８软件进行多重序列比对,用M E G A７．０软件,采取N e i g h b o rＧJ o i nＧi n g法构建系统进化树;用M E M ES u i t e５．０(h tＧt p://m e m eＧs u i t e．o r g)和G S D S２．０(h t t p://g sＧd s．c b i．p k u．e d u．c n)在线分析软件对序列m o t i f 和基因结构进行分析.１．６㊀基因启动子区域克隆及分析依据E n s e m b l P l a n t s(h t t p://p l a n t s．e n s e mＧb l．o r g/i n d e x．h t m l)上公布的序列,选取A T G上游２０００b p启动子区域,设计专一引物２A㊁２B㊁２DＧp r o m t e rF/R(表１)在基因组D N A中进行P C R扩增,采用方法同本文１．４内容.利用P l a n t C A R E(h t t p://b i o i n f o r m a t i c s．p s b．u g e n t．b e/w e b t o o l s/p l a n t c a r e/h t m l)在线对其进行分析.１．７㊀E０９侵染下T a N H O１基因的表达分析基于克隆得到的T a NHO１同源基因序列,在其差异区域分别设计专一性引物(表１),以T a A c t i n为内参基因(表１).利用T a K a R a公司８１４１ 麦㊀类㊀作㊀物㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷(大连)的R R ０３７A 试剂盒要求采用两步法,对实验材料所取６个时间点叶片的总R N A 进行反转录合成c D N A .通过A B I ７３００型荧光定量P C R仪,采用T a K a R a 公司(大连)R R ８２０A 试剂盒进行实时荧光定量P C R 反应,利用２－әәC t法进行目标基因接种白粉菌后的表达分析.表１㊀T a N H O １基因扩增㊁qR T ＧP C R ㊁启动子扩增以及同源重组中的引物信息T a b l e １㊀P r i m e r s u s e d f o r T a N H O １a m p l i f i c a t i o n ,q R T ＧP C R ,p r o m o t e r a m p l i f i c a t i o na n dh o m o l o go u s r e c o m b i n a t i o n 基因G e n e引物名称P r i m e r n a m e 引物序列(５ᶄＧ３ᶄ)P r i m e r s e qu e n c e (５ᶄＧ３ᶄ)产物大小P r o d u c t l e n g t h /b p 用途P u r p o s e T m/ħT a N HO １Ｇ２A T a N H O １ＧFG T T A C T C C A C A A G C A C T T C T C T C T G c D N A１８１６克隆C l o n i n g ６１T a N H O １ＧR A A C T G G G A G T A T G G C G G G G A A gD N A３９４１T a N HO １Ｇ２B T a N H O １Ｇ２B FA T G G C G G G G A A G G G G G Ac D N A１５９９克隆C l o n i n g ６１T a N H O １Ｇ２B RC T A C A G A G A G A G G T C G G C C A G A gD N A３９３０T a N HO １Ｇ２D T a N H O １Ｇ２D FA T G G C G G G G A A G G G G A Ac D N A１６０５克隆C l o n i n g５８．５T a N H O １Ｇ２D R C T A C A G A G A A A G A T C G G C A A G A T C A gD N A３７６２T a N HO １Ｇ２A qR T Ｇ２A ＧF T G C T T T A G A A G G C T C A A T T G C A qR T Ｇ２A ＧR G T G C C C C T T G T T T G T G A A C C ２２５q R T ＧP C R ６０T a N HO １Ｇ２B qR T Ｇ２B ＧF C T C T G G A A G G C T C A A T T G C G qR T Ｇ２B ＧR G T G C C C C T T G T T T G T G A A C C ２２３q R T ＧP C R ６０T a N HO １Ｇ２D qR T Ｇ２D ＧF G C T C T A G A A G G G T C G A T T G C G qR T Ｇ２D ＧR G A T C C C C C T T G C A T C A T C C C １８８q R T ＧP C R ６０T a A c t i nT a A c t i n ＧF C T T G T A T G C C A G C G G T C G A A CT a A c t i n ＧRC T T G T A A T C A A G G G C C A C G １３４qR T ＧP C R ６０T a N HO １Ｇ２A ２A Ｇp r o m t e rF A G A G T T C G C T G G T T C G C A ２A Ｇp r o m t e rR C T G C T T G A A C T C G A G C T G G T ２７９８启动子区域克隆P r o m o t e r r e g i o n c l o n i n g５８T a N HO １Ｇ２B ２B Ｇpr o m t e rF C C A T A T G G T A C G C A C G A C G A ２B Ｇp r o m t e rR C G G C G G T C G T A G A T G A T G A A ２４８９５８T a N HO １Ｇ２D ２D Ｇpr o m t e rF G T C T C C C G T T C A G C A A G G T T２D Ｇpr o m t e rR C G G A G C G T A G T A G C A A C C A A２０００５８G F P ＧT a N HO １Ｇ２BG F P ＧF T A G C C A T G G T A G A T C T G A T G G C G G G ＧG A A G G G G G AG F P ＧRG C C T T A C G T A A C T A G T C A G A G A G A G ＧG T C G G C C A G A１６２８载体V e c t o r ６５１．８㊀亚细胞定位以杨凌奥科鼎盛生物科技公司测序的含有T a NHO １Ｇ２B 基因的质粒为模板,设计同源重组引物G F P ＧF 和G F P ＧR (表１)扩增T a NHO １基因的C D S 序列(已除终止子T A G ),方法同１．４.将扩增得到的序列与S p e Ⅰ酶切的P Y J ::G F P 载体同源重组构建成P Y J ＧT a NHO １Ｇ２B ＧG F P 载体,经大肠杆菌转化㊁菌落P C R 检测后提取质粒,转化农杆菌E H A １０５,以P Y J ::G F P 载体的空白载体为对照.参照丁作美[２６]等的方法进行农杆菌侵染及观察.２㊀结果与分析２．１㊀小麦T a N H O １基因的同源克隆结果以接种E ０９的N ９１３４叶片c D N A 为模板,以T a N HO １ＧF /R (表１)为引物,对T a NHO １Ｇ２A 基因扩增得到长度１８００b p 左右的目标条带(图１),对该条带进行胶回收㊁连接㊁转化㊁挑菌㊁测序后,利用N C B I 进行核酸序列比对,结果表明,与小麦编码甘油激酶基因相似度高达９６％.利用特异性引物(表１)扩增得到的３个同源基因(图１)分别位于第２同源群A ㊁B ㊁D 染色体上,故９１４１ 第１２期王晖等:白粉菌诱导下小麦T a N HO １基因的克隆㊁表达分析及亚细胞定位命名为T a NHO １Ｇ２A (G e n b a n k 登陆号MN ０８２５７６)㊁T a NHO １Ｇ２B (G e n b a n k 登陆号MN ０８２５７７)和T a NHO １Ｇ２D (G e n b a n k 登陆号MN ０８２５７８).C D S 序列全长分别为１６０５㊁㊀㊀M :D N A 分子量标准D L ２０００;１~３分别代表T a N HO １Ｇ２A ㊁T a N HO １Ｇ２B 和T a N HO １Ｇ２D 的P C R 产物.M :D N A M a r k e r D L ２０００;１,２a n d３r e p r e s e n tt h e P C R pr o d u c t so f T a N HO １Ｇ２A ,T a N HO １Ｇ２B a n d T a N HO １Ｇ２D ,r e Ｇs p e c t i v e l y．图１㊀T a N H O １基因的P C R 扩增F i g ．１㊀P C Ra m pl i f i c a t i o no f T a N H O １g e n e １５９９和１６０５b p.经序列比较,３个基因中存在９１个S N P 差异.与基因组D N A 比对后发现,基因均含有３个内含子和４个外显子(图３ＧB ).T a NHO １Ｇ２B 在第一外显子中比T a NHO １Ｇ２A/２D 少６b p,３条来自不同基因组序列的差异主要存在于内含子上.２．２㊀染色体定位结果电泳结果(图２)分析表明:引物T a N HO １ＧF /R 在D T ２A S 双端体中未扩增出目标条带,而在N ２B T ２A ㊁N ２D T ２B 缺体Ｇ四体以及C S 中扩增得到３９４１b p 来源于A 染色体组的条带;引物T a N HO １Ｇ２BF /R 在N ２B T ２A 缺体Ｇ四体中未扩增出目标条带,而在D T ２A S 双端体㊁N ２D T ２B 缺体Ｇ四体以及C S 中扩增得到３９３０b p 来源于B染色体组的条带;引物T a N HO １Ｇ２D F /R 在N ２D T ２B 缺体Ｇ四体中未扩增出目标条带,而在D T ２A S 双端体㊁N ２B T ２A 缺体Ｇ四体以及C S 中扩增得到３７６２b p 来源于D 染色体组的条带.因此,进一步明确３个同源基因转录自小麦第二同源群３条部分同源染色体.㊀㊀M :D L ５０００;A ㊁B ㊁C 为T a N HO １Ｇ２A ㊁T a N HO １Ｇ２B 和T a N HO １Ｇ２D 的缺体Ｇ四体定位;１㊁６㊁１１模板为N ９１３４;２㊁７㊁１２模板为C S;３㊁８㊁１３模板为D T ２A S ;４㊁９㊁１４模板为N ２B T ２A ;５㊁１０㊁１５模板为N ２D T ２B .M :D L ５０００;A ,B a n dC a r e t h e l o c a l i z a t i o n o f T a N HO １Ｇ２A ,T a N HO １Ｇ２B a n d T a N HO １Ｇ２D ,r e s p e c t i v e l y ．L a n e s １,６a n d １１:A m pl Ｇi c o n s f r o m N ９１３４;L a n e s ２,７a n d １２:A m p l i c o n s f r o m C S ;l a n e s ３,８a n d１３:A m p l i c o n s f r o m D T ２A S ;L a n e s ４,９a n d１４:A m p l i c o n s f r o m N ２B T ２A ;l a n e s ５,１０a n d １５:A m pl i c o n s f r o m N ２D T ２B ．图２㊀T a N H O １同源基因的缺体Ｇ四体定位扩增电泳F i g ．２㊀L o c a l i z a t i o no f T a N H O １h o m o l o go u s g e n e sw i t hn u l l i Ｇt e t r a s o m i c l i n e s ２．３㊀生物信息学分析２．３．１㊀蛋白的理化性质利用T a r g e tP １．１㊁S i gn a l P ３．０和T MHMM 软件进行的分析表明,T a NHO １基因在小麦中的三个同源基因均编码一种非分泌蛋白,无法进行蛋白转运,为非跨膜蛋白.P r o t S c a l e 在线进行分析推测出T a NHO １基因编码的蛋白为亲水蛋白.一般来说,可能发生磷酸化的位点存在于多肽链中越多,其所能发挥的功能就可能更多[２７].通过N e t P h o s ２．０在线软件对该蛋白进行磷酸化位点预测,结果表明其含有大量的蛋白磷酸化位点(表２),由此推测出其编码的蛋白质活性可能与其磷酸化调控有关.用I n t e r P r o S c a n 对蛋白结构域分析发现,３个同源基因均含有F G G Y 家０２４１ 麦㊀类㊀作㊀物㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷㊀㊀A :N HO １基因的氨基酸序列比对,横线部分为A T P 结合位点,线框部分为２个F G G Y 家族保守位点;B :小麦和其他植物编码甘油激酶蛋白之间的系统进化树;用M E M E ４．０程序中描述的方法进行m o t i f 分析,盒子的不同颜色代表蛋白对应位置的１０个m o t i f ;基因结构分析,横线为内含子,盒子为对应的外显子和上下游非编码区.A :A m i n o a c i d s e q u e n c e a l i g n m e n t d e d u c e d f r o m N HO １g e n e s ;t h e u n d e r l i n e d s e q u e n c e i s t h eA T Pb i n d i n g si t e ,a n d t h e b o x e d p a r t s a r e t h e t w o c o n s e r v e d s i t e s o f t h e F G G Yf a m i l y ;B :C o n s e n s u s n e i g h b o r Ｇj o i n i n g t r e e b a s e d o n t h e s e q u e n c e s o f g l yc e r o l k i n a s e f r o m w h e a t a n do t h e r p l a n t ;M o t i f a n a l y s i sw a sde t e r m i n e d b y u s i n g M E M E４．０p r o g r a ma s d e s c r i b e d i nm e t h o d s ．D if f e r e n t c o l o r s o f t h e b o x e s r e p r e Ｇs e n t １０m o t i f s i n t h e c o r r e s p o n d i ng p o s i t i o n o f e a ch p r o t ei n s ．F o r g e n e s t r u c t u r e a n a l y s i s ,t h e h o r i z o n t a l l i n e s r e pr e s e n t i n t r o n s ,t h e b o x e s c o r r e s po n d t o e x o n s a n d ５ U T Ra n d ３ U T R．图３㊀N H O １蛋白同源性分析F i g ．３㊀H o m o l o g y a n a l ys i s o fN H O １p r o t e i n s１２４１ 第１２期王晖等:白粉菌诱导下小麦T a N HO １基因的克隆㊁表达分析及亚细胞定位族成员的特征结构域,包括参与底物结合的F GＧG Y_N端结构域和负责A T P结合的F G G Y_C端结构域.与拟南芥㊁水稻中编码NHO１基因的蛋白序列进行比对,结果表明其包含F G G Y家族中２个保守位点和A T P结合位点(图３A),推测T a NHO１编码小麦甘油激酶.表２㊀同源基因中磷酸化位点个数T a b l e２㊀N u m b e r o f p h o s p h o r y l a t i o ns i t e s i n t h e t h r e e a l l e l e s基因A l l e l e丝氨酸S e r i n e苏氨酸T h r e o n i n e酪氨酸T y r o s i n e T a N HO１Ｇ２A１４７４T a N HO１Ｇ２B１２６４T a N HO１Ｇ２D１４６４２．３．２㊀蛋白同源性利用N C B I中同源序列比对获取拟南芥㊁水稻㊁野生二粒小麦㊁粗山羊草(A e g i l o p st a u sＧc h i i)㊁乌拉尔图小麦(T r i t i c u mu r a r t u)㊁二穗短柄草(B r a c h y p o d i u m d i s t a c h y o n)㊁谷子(S e t a r i a i t a l i c a)㊁玉米(Z e a m a y s)㊁大麦(H o r d e u m v u lＧg a r e)以及高粱(S o r g h u m v u l g a r e)等物种中与之同源性较高的基因序列.选取A t NHO１与O s NHO１基因同小麦NHO１基因进行多序列的比对(图３A).发现T a NHO１Ｇ２A/２B/２D与A tＧNHO１和O s NHO１之间高度保守.为进一步研究T a NHO１基因的进化关系,将其与其他物种的氨基酸序列通过M E G A７．０软件构建进化树(图３B),发现T a NHO１Ｇ２A与野生二粒小麦A染色体组(T R I D C２A G０７２４００)亲缘关系最近;T a NＧHO１Ｇ２B与野生二粒小麦B染色体组(T R I D C２B G０７８４７０)亲缘关系最近;T a NHO１Ｇ２D与粗山羊草(E MT０１３５５)亲缘关系最近.进化分析表明,普通小麦和野生二粒小麦㊁乌拉尔图小麦㊁大麦(HO R V U２H r１G１１４２６０)㊁粗山羊草(E MT０１３５５)等C３的单子叶作物属于同分支;与高粱(E E S１２９６５)㊁谷子(K Q K９９２０２)㊁玉米(Z m００００１d００２０８５_T００１)等C４的单子叶作物属于遗传较远的另一分支;与拟南芥A t NHO１等双子叶植物遗传距离最远.通过M E M E５．０对其蛋白序列进行保守m o t i f预测,共发现１０个保守m o t i f,其中有９个m o t i f在所有蛋白质中存在,其排列顺序也相同.通过对基因结构的分析表明,小麦T a NHO１在基因结构上与其他作物之间具有较大的相似性.综合以上结果表明T a NHO１Ｇ２A㊁２B和２D与A t NHO１和O s NHO１以及其他作物编码甘油激酶的基因序列之间高度保守.２．４㊀启动子区域分析启动子分析结果表明:序列中除T A T AＧb o x 和C A A TＧb o x以外还含有大量响应植物激素以及干旱等胁迫的顺式作用元件,且在同源基因间存在差异.从响应植物激素元件来看,T a NHO１基因启动子受到多种植物激素调控,参与防卫㊁胁迫等植物应激反应,推测该基因可能受多种激素信号调节并参与小麦抗病抗逆反应,是一个与抗逆境相关的基因.从三个同源基因的启动子的差异上看,其均能受到S A㊁茉莉酸(j a s m o n i ca c i d, J A)等植物激素诱导影响,但相同元件的数量不同(表３)且所处的位置不同(图４).T a NHO１Ｇ２B基因启动子分析结果在接受植物激素诱导的顺式作用元件的数量上明显多于T a NHO１Ｇ２A/２D.２．５㊀侵染后的表达差异分析该基因的３个部分同源染色体同源基因在不同时间点的表达分析(图５)结果表明,对N９１３４的抗病近等基因系(N９１３４R)接种E０９后,T a NＧHO１Ｇ２A㊁２B基因在接种早期均迅速呈现出上调表达,在接种１２h到２４h之内分别达到２．８和２．３倍上调表达;T a NHO１Ｇ２A基因在２４h后趋于正常水平,但T a NHO１Ｇ２B基因在７２h的表达量再次上调;而T a NHO１Ｇ２D在３６h后先表现下调,但在７２h表现出高于对照３．５倍的上调表达.对N９１３１的感病近等基因系(N９１３４S)接种E０９后,该基因在３个部分同源染色体的同源基因均在接种４８h表现出下调表达.虽然同源基因T a NHO１在表达模式和表达量上存在差异,但均在小麦响应白粉菌侵染时参与了防御反应,且在其在抗㊁感病近等基因系之间的表达量上存在明显差异.２．６㊀蛋白亚细胞定位利用C e l lＧP L o c２．０的亚细胞定位预测结果显示,该蛋白作用于细胞质上的可能性最大,其次是细胞膜㊁细胞核上.为了更加准确的定位该蛋白的作用位置,进行了亚细胞定位实验.结果显示,P Y J::G F P空白载体分布在烟草表皮细胞的细胞核㊁细胞膜和细胞质等部位(图６A),而P Y JＧT a NHO１Ｇ２BＧG F P融合蛋白在细胞质㊁细胞膜以及核膜中表达(图６B),这说明该基因定位结果与预测结果一致.２２４１ 麦㊀类㊀作㊀物㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷表３㊀T a N H O １Ｇ２A ㊁２B ㊁２D 启动子区域主要顺式作用元件T a b l e ３㊀M a i n c i s Ｇa c t i n g e l e m e n t s o f T a N H O １Ｇ２A ,２B a n d ２D p r o m o t e r r e gi o n s 功能原件名称N a m e o f f u n c t i o n a l e l e m e n t识别序列R e c o g n i t i o n s e qu e n c e 功能F u n c t i o n数量A /B /DN u m b e r o f f u n c t i o n a le l e m e n t s i nA /B /DT A T A ＧB O X T A T A A A A 转录起始Ｇ３０核心启动子元件C o r e p r o m o t e r e l e m e n t a r o u n d Ｇ３０o f t h e o r i g i no f t r a n s c r i p t i o n １６/９/１３C A A T Ｇb o x C A A A T 调控下游基因的转录起始和频率㊁增强转录效率C o mm o nc i s Ｇa c t i n g e l e m e n t i n p r o m o t e r a n de n h a n c e r r e g i o n s １６/７/１２T C A Ｇe l e m e n t T C A G A A G A G G水杨酸响应的元件S a l i c y l i c a c i d r e s p o n s i v e e l e m e n t １/２/１T G A C G Ｇm o t i fT G A C G M e J A 响应的元件M e J Ar e s po n s i v e e l e m e n t ２/６/４A B R E A C G T G 脱落酸响应的元件A b s c i s i c a c i d r e s po n s i v e e l e m e n t ２/４/２A R E A A A C C A 对厌氧诱导必不可少的顺式调节元件A n a e r o b i c i n d u c t i o n r e g u l a t o r y e l e m e n t e s s e n t i a l ２/１/１M B S C A A C T G 干旱诱导的MY B 结合位点MY Bb i n d i n g s i t e i n v o l v e d i nd r o u g h t Ｇi n d u c i b i l i t y ２/２/４WU N Ｇm o t i f A A A T T T C C T 创伤响应的元件W o u n d Ｇr e s p o n s i v e e l e m e n t １/１/１T G A Ｇe l e m e n tA A C G A C 生长素响应元件A u x i n Ｇr e s po n s i v e e l e m e n t ０/２/１a s Ｇ１T G A C G 植物激素应答元件P l a n t h o r m o n e r e s po n s i v e n e s s １/３/２G ＧB o xC A C G T T植物对一些环境因子及病原物应答P l a n t s r e s p o n s e t o e n v i r o n m e n t a l f a c t o r s a n d p a t h o ge n s ３/６/４图４㊀T a N H O １启动子区部分顺势作用元件的相对位置F i g ．４㊀R e l a t i v e p o s i t i o n s o f s o m e h o m e o p a t h i c e l e m e n t s i n t h e p r o m o t e r r e gi o no f T a N H O１㊀㊀A :对N ９１３４R 接种E ０９后T a N HO １Ｇ２A /２B /２D 基因的相对表达量;B :对N ９１３４S 接种E ０９后T a N HO １Ｇ２A /２B /２D 基因的相对表达量.A :R e l a t i v e t r a n s c r i p t i o n a l c h a n g e s o f T a N HO １Ｇ２A /２B /２D i n d u c e db y B gt i n f e c t i o n i nN ９１３４Ra f t e r i n o c u l a t i o nw i t hE ０９;B :R e l a Ｇt i v e t r a n s c r i p t i o n a l c h a n g e s o f T a N HO １Ｇ２A /２B /２D i n d u c e db y B gt i n f e c t i o n i nN ９１３４Sa f t e r i n o c u l a t i o nw i t hE ０９．图５㊀T a N H O １基因在E ０９侵染后不同时间点的相对表达量F i g ．５㊀R e l a t i v e e x pr e s s i o n l e v e l s o f T a N H O １g e n e a t d i f f e r e n t t i m e p o i n t s a f t e r i n f e c t i o n３２４１ 第１２期王晖等:白粉菌诱导下小麦T a N HO １基因的克隆㊁表达分析及亚细胞定位㊀㊀A:对照P Y J::G F P空白载体定位;B:P Y JＧT a N HO１Ｇ２BＧG F P融合蛋白定位.A:T h e l o c a l i z a t i o no f c o n t r o l P Y J::G F Pe m p t y v e c t o r;B:T h e l o c a l i z a t i o no f P Y JＧT a N H O１Ｇ２BＧG F P f u s i o n p r o t e i n．图６㊀小麦T a N H O１Ｇ２B基因的亚细胞定位分析F i g．６㊀S u b c e l l u l a r l o c a l i z a t i o no fw h e a t T a N H O１Ｇ２B g e n e３㊀讨论前人研究表明,NHO１基因编码的甘油激酶参与甘油代谢合成G３P,而在拟南芥中G３P是其基础抗性和系统获得性抗性(s y s t e m i ca c q u i r e d r e s i s t a n c e,S A R)防御系统中的一种新型调控因子[１３,２０].水稻O s NHO１通过上游S A信号通路介导对其本身寄主病原物P X O９９的抗性[１６].此外,将水稻O s NHO１互补到拟南芥n h o１突变体上,证明其可以恢复对非寄主病原物的抗性.我们对T a NHO１Ｇ２A㊁２B和２D基因的启动子区域分析发现,其启动子区均含有大量T C AＧe l eＧm e n t㊁a sＧI等元件,意味着S A可能调控T a NＧHO１Ｇ２A㊁２B和２D基因的表达.这一结果进一步为S A信号通路和NHO１基因均响应小麦抗条锈病[２１]的过程提供了理论解释.本研究利用转录组分析结果,P C R扩增得到的小麦T a NHO１基因的三个同源基因,其编码蛋白均属于F G G Y家族,含有F G G Y_C端结构域和F G G Y_N端结构域,这与拟南芥㊁水稻㊁红藻(P y r o p i a h a i t a n e n s i s)㊁苋色蔾(C h e n o p o d i u m a m a r a n t i c d o r)乃至大肠杆菌(E s c h e r i c h i ac o l i)编码甘油激酶的基因具有相同的保守结构域;利用N J法构建的系统进化树㊁以及通过分析保守m o t i f和比较不同作物间同源基因的基因结构得到的结果表明该基因在进化过程中高度保守.在转录水平,P s e u d o n m o n a s s y r i n g a e p v．P h a s e o l iＧc o l a侵染拟南芥时,A t NHO１基因在１２h到２４h 之间转录水平迅速上调来响应非寄主病原菌的侵染[２８];在水稻被白叶枯病原菌P X O９９侵染时, O s NHO１基因在９h到２４h之间表现出强烈的上调表达来抵抗寄主病原菌侵染[１６].与此同时,在小麦抵抗P s t无毒性小种C Y R２３侵染中, T a G L I/NHO１基因同样的在１２h到２４h上调表达后趋于正常值[２１],这与本实验得到的T a NＧHO１Ｇ２A基因在响应B g t无毒小种侵染时的表达模式相同,且基因启动子区域与O s NHO１基因启动子较为相似,均含有大量的植物激素响应元件,如M e J A顺式作用元件㊁T G AＧe l e m e n t㊁A B R E㊁M B S等.综合以上结果,T a NHO１基因在结构上与响应病原菌侵染过程中同A t NHO１和O s NHO１拥有高度的相似性.序列相似意味着功能相近,因此推测其在小麦非寄主抗性方面可能发挥着类似的作用.据报道,甘油激酶在细胞质内催化A T P中的磷酸基团转移到甘油中,从而产生G３P;而在４２４１ 麦㊀类㊀作㊀物㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷微生物中甘油激酶可以与结合在细胞膜上的甘油促进子相互作用并可以促进甘油激酶的功能[２９Ｇ３０].本研究结果进一步证实了N HO激酶的多重功能.亚细胞定位结果表明,在小麦中甘油激酶主要作用在细胞质内催化甘油向G３P转化,改变植物甘油的含量,从而直接或者间接影响病原菌在植物中获取的营养成分,进而实现非寄主抗性[３１].此外,细胞膜和核膜定位信号结果表明,甘油激酶在植物中亦可能通过与作用于细胞膜上类似甘油促进子的基因发生相互作用,从而促进胞内甘油转化成G３P,然而其互作蛋白需要进一步研究.多倍体化和基因冗余给小麦基因功能研究带来了巨大阻力.本研究克隆的NHO１基因,虽然来自于３条部分同源染色体,但同源基因间对生物胁迫的反应却不相同,表明其都参与到响应白粉菌侵染的过程中.在启动子研究报道中,启动子同样存在累积效应,同时,元件数量与转录距离的差异均会对启动子响应的强度和诱导产生的结果表现出不同的影响[３２Ｇ３３].本实验对T a NHO１基因启动子的分析表明,虽然启动子的组成元件种类一致,但其在数量以及与转录起始位点的距离不同,可能导致了小麦T a NHO１基因在不同染色体上的表达差异.本研究所得到的结果为进一步解析非寄主抗性基因NHO１在小麦抗白粉病过程中的作用提供数据支撑,以及应对小麦多倍体化,同源基因的不同表达模式分析提供了参考,同时也为小麦抗病育种提供了基因资源,此后可进一步将T a NHO１基因转入拟南芥n h o１突变体中进行其功能验证.参考文献:[１]徐仲阳,张宏,莫启波,等．小麦响应白粉病菌转录因子T a TＧG A１的表达分析[J]．植物病理学报,２０１８(６):７６６．X UZY,Z H A N G H,MO Q B,e ta l．E x p r e s s i o na n a l y s i so f w h e a t t r a n s c r i p t i o n f a c t o r T a T G A１g e n e r e s p o n d i n g t o i n f e cＧt i o no f p o w d e r y m i l d e w[J]．A c t aP h y t o p a t h o l o g i c aS i n i c a,２０１８(６):７６６．[２]Z H A N G D Y,Z HU K Y,D O N G LL,e ta l．W h e a t p o w d e r y m i l d e w r e s i s t a n c e g e n e P m６４d e r i v e d f r o m w i l d e mm e r (T r i t i c u mt u r d i d u m v a r．d i c o c c o i d e s)i s t i g h t l y l i n k e d i nr eＧp u l s i o n w i t hs t r i p er u s tr e s i s t a n c e g e n e Y r５[J]．T h eC r o p J o u r n a l,２０１９,h t t p://d o i．o r g/１０．１０１６/j．c j．[３]陈红霖,储成才,李平,等．植物非寄主抗性研究进展[J]．遗传,２００８,３０(８):９７７．C H E N H L,C HU CC,L I P,e t a l．P l a n t n o nＧh o s t r e s i s t a n c e: c u r r e n t p r o g r e s s a n d f u t u r e p r o s p e c t[J]．H e r e d i t a s,２００８,３０(８):９７７．[４]隋新霞,郭栋,尤升波．植物非寄主抗性的遗传与机理研究进展[J]．山东农业科学,２０１４,４６(８):１４２．S U IXX,G U OD,Y O USB．A d v a n c e s i n r e s e a r c ho f g e n e t i c s a n d m e c h a n i s m o fn o nＧh o s tr e s i s t a n c ei n p l a n t s[J]．S h a nＧd o n g A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s,２０１４,４６(８):１４２．[５]G I L B E R T G S,W E B B C O．P h y l o g e n e t i cs i g n a li n p l a n t p a t h o g e nＧh o s t r a n g e[J]．P r o c e e d i n g s o f t h eN a t i o n a l A c a d eＧm y o f S c i e n c e,２００７,１０４(１２):４９７９．[６]H E A T H M C．N o n h o s t r e s i s t a n c e a n d n o n s p e c i f i c p l a n t d e f e nＧs e s[J]．C u r r e n tO p i n i o n i nP l a n tB i o l o g y,２０００,３(４):３１５．[７]J E A N B,J E A N C,H E R I B E R T H．S i g n a l i n g m e c h a n i s m s i n p a t t e r nＧt r i g g e r e d i mm u n i t y(p t i)[J]．M o l e c u l a rP l a n t,２０１５,８(４):５２１．[８]S T O T Z H U,M I T R O U S I A G K,D E W,e t a l．E f f e c t o rＧt r i gＧg e r e dd e f e n c e a g a i n s t a p o p l a s t i c f u n g a l p a t h o g e n s[J]．T r e n d s i nP l a n t S c i e n c e２０１４,１９(８):４９１．[９]A NCF,MO UZL,Y A N GCH．N o nＧh o s t d e f e n s e r e s p o n s e i n an o v e l A r a b i d o p s i sＧx a n t h o m o n a s c i t r i s u b s p．c i t r i p a t h o s y sＧt e m[J]．P L o SO N E,２０１２,７(１):e３１１３０．[１０]王磊,许美容,高晓清,等．非寄主抗病基因R x o１介导的水稻对X a n t h o m o n a s o r y z a e p v．o r y z i c o l a的抗病反应[J]．生物技术通报,２０１０(１２):１００．WA N GL,X U M R,G A O X Q,e ta l．R e s i s t a n c et o X a nＧt h o m o n a s o r y z a e p v．o r y z i c o l a t r i g g e db y n o nＧh o s t r e s i s t a n c e g e n e R x o１i nr i c e[J]．B i o t e c h n o l o g y B u l l e t i n,２０１０(１２):１００．[１１]R O J A SC M,S E N T H I LＧK UMA R M,WA N G K,e t a l．G l yＧc o l a t eo x i d a s e m o d u l a t e sr e a c t i v eo x y g e n s p e c i e sＧm e d i a t e d s i g n a l t r a n s d u c t i o nd u r i n g n o n h o s tr e s i s t a n c ei n N i c o t i a n a b e n t h a m i a n a a n d A r a b i d o p s i s[J]．P l a n tC e l l,２０１２,２４(１):３３６．[１２]L U M,T A N G X Y,Z H O UJ M．A r a b i d o p s i s N HO１i s r eＧq u i r e df o r g e n e r a lr e s i s t a n c ea g a i n s t P s e u d o m o n a s b a c t e r i a [J]．P l a n tC e l l,２００１,１３(２):４３７．[１３]C H A N D A B,V E N U G O P A L S C,K U L S H R E S T H A S,e ta l．G l y c e r o lＧ３Ｇp h o s p h a t e l e v e l sa r ea s s o c i a t e dw i t hb a s a l r eＧs i s t a nc et ot h eh e m i b i o t r o p h i cf u n g u s C o l l e t o t r i c h u m h i gＧg i n s i a n u m i n A r a b id o p s i s[J]．P l a n tP h y s i o l o g y,２００８,１４７(４):２０１７．[１４]C HA N D A B,X I A Y,MA N D A L M K,e ta l．G l y c e r o lＧ３Ｇp h o s p h a t e i s ac r i t i c a lm o b i l e i n d u c e ro f s y s t e m i c i mm u n i t y i n p l a n t s[J]．P l a n t S i g n a l i n g a n dB e h a v i o r,２０１１,４３(１１):４２１．[１５]严文．苋色蔾C a N HO１基因的克隆与抗病毒功能研究[D]．成都:四川农业大学,２０１６:３０Ｇ３８．Y A N W．C l o n i n g o f C h e n o o d i u m Am a r a n t i c o l o r C a N HO１g e n e a n d c h a r a c t e r i z a t i o no f i t s r o l e i nv i r u s r e s i s t a n c e[D]．C h e n g d u:S i c h u a nA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y,２０１６:３０Ｇ３８．[１６]高志亮,肖晓蓉,陈艳,等．水稻O s N HO１基因c D N A序列分离及表达分析[J]．热带生物学报,２０１４,５(１):３０．G A OZL,X I A O XR,C H E N Y e t a l．I s o l a t i o na n de x p r e sＧ５２４１第１２期王晖等:白粉菌诱导下小麦T a N HO１基因的克隆㊁表达分析及亚细胞定位。
2022~2023年高三2月模拟考试理综生物考题同步训练(山西省大同市一中)
选择题下列关于细胞结构和功能的叙述，错误的是（）A.细胞膜作为系统的边界，维持细胞内部环境的稳定B.内质网参与胰岛素的加工和分泌C.高尔基体膜、内质网膜和细胞膜之间能进行膜成分的转换D.线粒体是所有细胞生物有氧呼吸的主要场所【答案】D【解析】生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜、核膜，细胞器膜包括内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜、线粒体膜、叶绿体膜、液泡膜等；细胞膜的功能：作为细胞边界将细胞与外界环境隔开，控制物质进出，进行细胞间的信息交流；内质网是蛋白质合成和加工、脂质合成的车间；线粒体是有氧呼吸的主要场所；高尔基体通过出芽形成囊泡在内质网、细胞膜之间进行相互转化。
A、作为系统的边界，维持细胞内部环境的稳定是细胞膜的功能之一，A正确；B、胰岛素属于分泌蛋白，在核糖体上通过脱水缩合反应形成肽链，进入内质网进行加工，B正确；C、高尔基体、内质网膜和细胞膜之间能通过出芽形式进行膜成分的转换，C正确；D、原核生物没有线粒体，需氧型原核生物的有氧呼吸不是在线粒体中进行的，D错误。
故选D。
选择题下列有关细胞膜的叙述错误的是A. 细胞膜的组成成分包括脂质、蛋白质和糖类B. 细胞膜上蛋白质的种类和数目越多，功能越复杂C. 细胞膜具有物质运输、能量转换、信息传递的功能D. 细胞膜两侧的离子浓度差是通过被动运输实现的【答案】D【解析】细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类，A正确；细胞膜上蛋白质的种类和数目越多，功能越复杂，B正确；细胞膜的功能包括物质运输（如细胞膜上的载体）、能量转换（如细胞膜可以通过对特定离子的主动运输，把ATP储存的化学能转化为势能）、信息传递（如细胞膜上的糖蛋白），C正确；被动运输的结构是膜两侧浓度相等，所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，D错误。
选择题下列与植物激素有关的叙述，正确的是（）A.植物激素是由内分泌器官产生具有调节作用的有机物B.幼苗中激素的合成受基因的调控并受光照等因素的影响C.顶端优势现象表明不同器官对生长素的敏感程度存在差异D.胚芽鞘的向光性表明生长素只能由形态学上端向下端运输【答案】B【解析】1、植物激素的概念：由植物体内产生，能从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
2023-2024学年江苏省苏北地区高三第二次联考生物试卷含解析
2024年高考生物模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：（共6小题，每小题6分，共36分。
每小题只有一个选项符合题目要求）1．肾上腺皮质被自身免疫系统破坏会引发阿狄森氏病，患者常因缺乏糖皮质激素和盐皮质激素而产生相应的低血糖和低血钠症状。
下列叙述错误的是（）A．阿狄森氏病与系统性红斑狼疮存在相同的发病机理B．糖皮质激素和胰高血糖素对血糖调节具有协同作用C．阿狄森氏病患者的肾小管对钠离子的重吸收能力比正常人强D．适当补充高盐食品和注射适量的葡萄糖溶液可以缓解阿狄森氏病的症状2．下列有关实验试剂或实验方法的叙述，正确的是（）A．可选用蛋白质溶液、蛋白酶、淀粉酶和双缩脲试剂探究酶的专一性B．可选用斐林试剂和蒸馏水在50~65℃水浴条件下进行蛋白质的鉴定C．可用菠菜叶肉细胞观察质壁分离现象D．可用洋葱鳞片叶内表皮细胞作实验材料观察低温诱导植物染色体数目的变化3．在进行“观察植物细胞的质壁分离及复原”的实验时，下列相关叙述不正确的是（）A．实验材料应选择有活性的且有大液泡的植物细胞B．在显微镜下看到正常细胞后再滴加高浓度蔗糖溶液C．只有具紫色液泡的洋葱表皮细胞才能发生质壁分离D．本实验不能证实溶质分子进出细胞的方式4．将一灵敏电流计电极置于蛙坐骨神经腓肠肌的神经上(如图1)，在①处给予一适宜强度的刺激，测得的电位变化如图2所示。
若在②处给予同等强度的刺激，测得的电位变化是()A．B．C．D．5．某沿海区域的海藻林群落中生长着各种大型海洋褐藻，为大量的鱼类、贝类和无脊椎动物等提供食物和栖息场所。
在其中生活的海獭通过捕食关系对不同种类海胆的数量起到一定的控制作用。
高中生物选修三“基因工程”综合练习(20题含答案)
高中生物选修三“基因工程”综合练习(20题含答案)请回答下列有关克隆技术和基因编辑的问题：1）克隆技术是指通过人工手段复制出与原体完全一样的生物体。
目前，克隆技术主要分为三种：体细胞核移植克隆、胚胎分裂克隆和基因克隆。
其中，最常见的克隆方法是。
2）基因编辑技术是指通过改变生物体的基因序列来实现对其性状的调控。
CRISPR/Cas9系统是目前最常用的基因编辑技术之一，其中CRISPR指的是，Cas9则是。
3）基因编辑技术的应用非常广泛，其中包括疾病基因治疗、农业生产、生物安全等领域。
以疾病基因治疗为例，基因编辑技术可以通过修复或替换患者体内的有缺陷基因，从而达到治疗疾病的目的。
目前，基因编辑技术已经被用于治疗包括血友病在内的多种疾病。
答案：（1）体细胞核移植克隆（1分）（2）“类细菌重复间隔簇”、“CRISPR相关蛋白9”（1分）（3）血友病（1分）逆转录病毒载体是目前应用较多的动物基因工程载体之一。
它可以将外源基因插入到受体细胞染色体中，使外源基因随染色体DNA一起复制和表达。
研究发现逆转录病毒基因组（RNA）的核心部分包括三个基因：gag基因（编码病毒的核心蛋白）、pol基因（编码逆转录酶）、env基因（编码病毒的表面糖蛋白）。
位于这些基因的两端有LTR序列（含有启动子、调节基因等），控制着逆转录基因组核心基因的表达及转移。
下图展示了构建逆转录病毒载体及用于培育转基因小鼠的过程。
1）逆转录病毒的遗传信息储存在RNA中，其中包含四种核苷酸排列顺序中的四种脱氧核苷酸。
2）过程②中，外源基因一定要插入到病毒DNA的LTR序列中的启动子后，其主要目的是控制外源基因的表达。
3）过程③中，导入病毒蛋白编码基因（gag，pol和env）的目的是合成组成病毒的蛋白质。
4）过程④中，逆转录病毒载体感染的细胞一般选择内细胞团细胞，因为这类细胞能发育成新个体的各种组织器官（具有发育的全能性），处于囊胚期。
5）在胚胎移植前，需要对母鼠进行处理，才能使其生殖器官（子宫）适于早期胚胎的植入和正常发育。
小麦胁迫响应转录因子基因TaSNAC1的克隆与表达分析（可编辑）
小麦胁迫响应转录因子基因TaSNAC1的克隆与表达分析::,,.农业生物技术学报豳雕商厂嘲田■,::./..?...研究报告的克隆与表达分析小麦胁迫响应转录因子基因嬲单丽伟宋鹏刘夏燕张超卫晓彬韩兆雪郭蔼光范三红’旱区作物逆境生物学国家重点实验室,两北农林科技大学生命科学学院,杨凌通讯作者,加.摘要胁迫响应转录因子参与植物非生物胁迫过程,过表达水稻唧口西∞.可显著提高植株耐旱、耐冷和抗盐性。
本研究同源克隆了小麦‰“础砌“仇扎,基因登录号.,分析了其表达产物的亚细胞定位,并利用实时定量.分析了其在不同组织、和胁迫下的表达。
该基因包含一个内含子,编码个氨基酸残基的蛋白产物。
与其他禾本科植物蛋白高度相似,其与大麦『如口“函眦、二穗短柄草曰Ⅱ印。
以如∞、水稻、玉米磊口”和高粱.嘞“拓,序列相似性依次为.%、.%、引.%、.%和.%。
可能以二聚体形式存在,包含核定位信号和典型的结构域,位的“、Ⅳ.”核心基序处于一段折叠中,其弯曲产生的凹面可能直接参与结合。
瞬时转化拟南芥似曲幽如以叶肉细胞原生质体的实验表明,特异定位于细胞核中。
盐胁迫条件卜.,叶和根中删的表达量均升高,且表达模式相似,但根中响应更显著;胁迫下,根中瑚对胁迫的响应较快且幅度较大,而叶中响应较慢且幅度较小。
研究结果提示,蹦参与小麦的非生物胁迫响应过程,在耐早、抗盐遗传改良中具有潜在应用价值。
关键词小麦,蹦』,亚细胞定位,非生物胁迫,表达模式仃? 邱死. 』? ?一‘诅骶“, 曲仃黔, ,.℃’胁. 仃 . 船们嘶曲, 饥,乜仔西曲. ,‘陀~ ;Ⅱ础幻“鼢.舀 , ..笛. ,.死『』, %,.%,.%,.%基金项日:中央高校基本科研业务费专项.和围家转基冈号项.?收稿日期:.一接受口期:..万方数据篙篙盖慧四眦咖。
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盱踟.%毋谢山舶砘啪口“冶∽,眺埘印击啪如妞枷站,,屁口,瑚筘曲啪啦“ ,.、Ⅳ廿行舶鹊】湖∞仃‰,.订.?,啦加舶蛐帅叩缸.”①.”鹳自舐。
小麦TaHKT家族基因的生物信息学分析
麦类作物学报 2024,44(2):147-157J o u r n a l o fT r i t i c e a eC r o ps d o i :10.7606/j.i s s n .1009-1041.2024.02.02网络出版时间:2023-12-13网络出版地址:h t t ps ://l i n k .c n k i .n e t /u r l i d /61.1359.S .20231212.1500.008小麦T a H K T 家族基因的生物信息学分析收稿日期:2023-03-06 修回日期:2023-04-25基金项目:山东省重点研发计划项目(2022L Z G 001)第一作者E -m a i l :960412723@q q .c o m (苏瑞平)通讯作者E -m a i l :c h m _q i n y x @u jn .e d u .c n (秦余香)苏瑞平1,张宝1,王玉宁1,张淑娟2,秦余香1(1.济南大学生物科学与技术学院,山东济南250022;2.山东省农业科学院作物研究所,山东济南250131)摘 要:高亲和性钾离子转运蛋白(h i g h -a f f i n i t y K +t r a n s po r t e r ,H K T )是植物体内一种非常重要的离子转运蛋白,具有运输N a +/K +的能力,在植物响应盐胁迫过程中发挥重要作用㊂为系统了解小麦T a H K T 家族基因,挖掘有效的小麦耐盐基因,本研究采用生物信息学的方法,对小麦T a H K T 家族基因进行了全基因组分析,鉴定了家族成员,构建了系统进化树,并对其跨膜结构域㊁染色体定位㊁基因结构㊁M o t i f ㊁上游顺式作用元件㊁共线性以及表达谱等进行了分析㊂结果鉴定出23个T a H K T 基因,其编码蛋白质长度为443~590a a,等电点范围8.2~10.4,跨膜结构域为6~8个㊂23个基因分布于小麦的2㊁4㊁6㊁7号染色体上,根据亲缘关系可将其分为3个亚族,同一亚族的成员具有较为相似的M o t i f 组成和基因结构㊂23个基因中,发现了4对串联重复基因,10对大片段复制基因,具有良好的共线性㊂顺式作用元件分析发现,大部分T a H K T 成员含有盐胁迫响应元件MY B ㊁G -b o x ㊁A B R E 和D R E ㊂表达谱分析发现,T a H K T 基因在小麦的16种组织中均有表达,在根㊁茎中的表达量较高,其中T r a e s C S 4D 02G 361300(I D ,下同)在根中的表达量最高㊂在盐胁迫处理后,不同成员对盐胁迫响应程度不同,T r a e s C S 7B 02G 318400在盐胁迫处理后表达量逐渐降低;T r a e s C S 2B 02G 451400和T r a e s C S 2D 02G 428200在盐胁迫处理后的表达量也明显降低;T r a e s C S 2B 02G 451800在根部几乎不表达,但在受到盐胁迫处理后表达量逐渐提高,推测它们在小麦抵御盐胁迫过程中发挥不同作用㊂关键词:小麦;T a H K T ;生物信息学;基因家族分析;盐胁迫中图分类号:S 512.1;S 330 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2024)02-0147-11B i o i n f o r m a t i cA n a l y s i s o f t h eT a H K TG e n eF a m i l yi n W h e a t S UR u i p i n g 1,Z H A N GB a o 1,W A N GY u n i n g 1,Z H A N GS h u j u a n 2,Q I NY u x i a n g1(1.S c h o o l o fB i o l o g i c a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,U n i v e r s i t y o f J i n a n ,J i n a n ,S h a n g d o n g 250022,C h i n a ;2.C r o p Re s e a r c h I n s t i t u t e ,S h a n d o n g A c a d e m y o fA g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,J i n a n ,S h a n d o n g 250131,C h i n a )A b s t r a c t :T h eh i g h -a f f i n i t y K +t r a n s p o r t e r (H K T )i sav e r y i m p o r t a n ti o nt r a n s po r t e r p r o t e i ni n p l a n t s ,w i t h t h e a b i l i t y t o t r a n s p o r tN a +/K +,a n d p l a y s a c r u c i a l r o l e i n p l a n t r e s po n s e t o s a l t s t r e s s .I no r d e r t os y s t e m a t i c a l l y u n d e r s t a n dt h eT a H K T g e n e f a m i l y i n w h e a t a n de x pl o r ee f f e c t i v ew h e a t s a l t t o l e r a n c e r e l a t e d g e n e s ,i n t h i s s t u d y ,w e c o n d u c t e d a g e n o m e -w i d e a n a l y s i s o f t h i s g e n e f a m i l y ,i d e n t i f i e d t h em e m b e r s ,c o n s t r u c t e d a p h y l o g e n e t i c t r e e ,a n d a n a l yz e d t h e i r t r a n s m e m b r a n e s t r u c t u r a l d o m a i n s ,c h r o m o s o m a l l o c a l i z a t i o n ,g e n e s t r u c t u r e ,m o t i f ,u p s t r e a mc i s -a c t i n g el e m e n t s ,c o v a r i a n c e a n d e x p r e s s i o n p r o f i l e s a n a l y s i s .A s a r e s u l t ,23T a H K T g e n e f a m i l y me m b e r sh a v eb e e n i d e n t if i e d ,a l l o fw h i c h e n c o d e d p r o t e i n s r a ng i n g f r o m443t o 590a m i n o a c i d s i n l e n g th ,wi t h 8.2t o 10.4i s o e l e c -t r i c p o i n t s ,a n d 6t o 8t r a n s m e m b r a n ed o m a i n s .T a H K T g e n e sw e r ed i s t r i b u t e do nc h r o m o s o m e s 2,4,6a n d 7o fw h e a t a n d c o u l db e d i v i d e d i n t o t h r e e s u b f a m i l i e s a c c o r d i n g t o t h e i r g e n e t i c p h y l o g e n y,a n dm e m b e r s o f t h e s a m e s u b f a m i l y h a d r e l a t i v e l y s i m i l a rm o t i f c o m p o s i t i o n a n d g e n e s t r u c t u r e .F o u r p a i r s o f t a n d e mr e p e a t g e n e sa n d10p a i r so f l a r g e f r a g m e n td u pl i c a t i o n g e n e sw i t h g o o dc o v a r i a n c ew e r e f o u n da m o n g t h e23g e n e f a m i l y m e m b e r s.A n a l y s i so f c i s-a c t i n g e l e m e n t s r e v e a l e dt h a tm o s t g e n e f a m i l y m e m b e r s c o n t a i n e ds a l t s t r e s s r e s p o n s i v ec i s-e l e m e n t s:MY B,G-b o x,A B R Ea n dD R E.E x p r e s s i o n p r o f i l e a n a l y s i s r e v e a l e d t h a tT a H K T g e n e sw e r e e x p r e s s e d i n a l l16t i s s u e s o fw h e a t,e s-p e c i a l l y i n r o o t s a n ds t e m s.T r a e s C S4D02G361300s h o w e d t h eh i g h e s t e x p r e s s i o n i nt h e r o o t.A f t e r s a l t s t r e s s t r e a t m e n t,t h e e x p r e s s i o n p a t t e r n s o f d i f f e r e n t f a m i l y m e m b e r s d i f f e r e d.T h e e x p r e s s i o n o f T r a e s C S7B02G318400w a s g r a d u a l l y d e c r e a s e d;T r a e s C S2B02G451400a n d T r a e s C S2D02G428200 w e r e a l s os i g n i f i c a n t l y d e c r e a s e d;T r a e s C S2B02G451800w a sh a r d l y e x p r e s s e d i nr o o t s,b u t t h ee x-p r e s s i o n g r a d u a l l y i n c r e a s e d,i n d i c a t i n g t h e y m a y p l a y e s s e n t i a l r o l e s i nw h e a t t o l e r a n c e t o s a l t s t r e s s. K e y w o r d s:W h e a t;T a H K T;B i o i n f o r m a t i c s;G e n e f a m i l y a n a l y s i s;S a l t s t r e s s土壤盐渍化已经成为全球重大的农业问题,威胁着农业㊁粮食和资源安全[1-2]㊂盐胁迫会造成植物离子失衡和渗透胁迫,影响其光合作用㊁蛋白质㊁脂质合成等代谢系统,过度的盐碱化甚至导致植株死亡,显著降低作物产量[3-7]㊂小麦(T r i t i c-u ma e s t i v u m L.)是世界上近三分之一人口的主食,盐胁迫严重影响其产量㊂研究小麦耐盐相关基因,了解其响应盐胁迫的分子调控机制,对小麦耐盐优良种质资源的筛选与利用具有重要的意义㊂高盐度通常以高N a+含量为主,当N a+浓度达到某个阈值时,会引发离子毒性[8]㊂K+可以调节钠离子的转移和运输,细胞和整个植株的N a+和K+比例与植物耐盐性关系密切[9]㊂高亲和性钾离子转运蛋白(h i g h-a f f i n i t y K+t r a n s p o r t e r, H K T)是植物体内非常重要的离子转运蛋白,在植物体应对盐胁迫的过程中具有关键作用[10]㊂H K T蛋白属于钾转运蛋白T r K超家族成员,具有典型的T r k H保守结构域[11]㊂H K T蛋白一般都含有8个跨膜结构域和4个保守孔状P-L o o p,每2个跨膜结构域和1个P-L o o p组成1个M P M跨膜基序,因此H K T蛋白共含有4个M P M跨膜基序[12]㊂H K T蛋白可以分为H K T1和H K T2两类,因为结构不同其功能有一定差异[13]㊂H K T1只介导转运N a+;H K T2既可以进行N a+-K+的协同转运,也可以进行N a+或K+的单向转运[9,14]㊂植物中的H K T1蛋白主要定位于根中柱木质部薄壁细胞的质膜[15],可以使N a+从木质部转运至其周围的薄壁细胞中,限制N a+向地上部分运输,以此来调节植物体内的N a+/K+比,使植物的地上部分在盐胁迫下也能维持低钠高钾,从而保证植物光合作用等生理活动的正常进行[9,16]㊂目前,在小麦中已发现3个耐盐主效Q T L,分别为N a x1㊁N a x2和K n a1[17],N a x1和N a x2为来源于一粒小麦中的T mHK T1;4和T mHK T1;5,K n a1为T a HK T1;5-D(编码H K T8),但T mHK T1;5定位于5A L染色体组, T a HK T1;5定位在4D L染色体组[14,18]㊂它们均可将N a+从木质部转运到周围薄壁细胞中,以减少小麦地上部N a+的含量,使叶片中保持低N a+/K+比㊂研究发现,在敲除小麦基因T a H-K T2;1后,其组织细胞内的N a+浓度明显降低,说明降低H K T2;1表达量可以减少N a+的摄入量[19]㊂上述研究结果表明,H K T在小麦抵御盐胁迫过程中发挥了至关重要的作用㊂H K T广泛存在于高等植物中㊂目前,只对棉花和水稻的H K T基因家族进行了全基因组水平的系统分析[20],而在小麦中除了T a HK T2;1和T a HK T1;5外,鲜有对H K T家族基因中其他成员的报道,更没有对小麦H K T家族基因在全基因组水平上的系统分析㊂本研究拟采用生物信息学的方法,在全基因组水平对小麦T a H K T家族基因进行系统分析,为进一步研究小麦T a H K T 家族基因的功能及筛选小麦耐盐T a H K T基因提供参考㊂1材料与方法1.1数据来源从E n s e m b l P l a n t s数据库中下载小麦(T r i t i c u ma e s t i v u m)㊁水稻(O r y z as a t i v a)㊁玉米(Z e am a y s)㊁拟南芥(A r a b i d o p s i s t h a l i a n a)㊁葡萄(V i t i s v i n i f e r a)㊁蓖麻(R i c i n u s c o mm u n i s)㊁甘薯(I p o m o e ab a t a t a s)和木龙葵(S o l a n u m s c a-b r u m)的相关数据,主要包括全基因组序列㊁C D S 序列㊁全蛋白质序列以及基因组注释信息㊂结合所查阅的文献在N C B I上搜索小麦H K T8蛋白的氨基酸序列;将搜索到的序列提交到HMM数㊃841㊃麦类作物学报第44卷据库中,得到H K T家族的P f a m号:P F02386;在P f a m数据库中下载其隐马尔可夫模型㊂1.2小麦T a H K T家族基因的鉴定根据H K T家族的隐马尔可夫模型进行HMM搜索,并进行C l u s t a l W多序列比对,创建小麦T a H K T家族基因特异性的隐马尔可夫模型,进行二次HMM搜索,筛选出E值<0.001的基因,将其对应的蛋白序列提交至P f a m㊁N C B I 和S MA R T三大数据库中进行再次确认,去除不含H K T结构域或可信度较低的成员,得到最终确认的小麦T a H K T基因家族成员㊂1.3H K T家族成员系统进化分析利用MA G A7软件中的C l u s t a l W对小麦㊁水稻㊁玉米㊁拟南芥㊁葡萄㊁蓖麻㊁甘薯及木龙葵8个物种H K T蛋白序列进行多序列比对;选择邻位归并法(N e i g h b o r-J o i n i n g)构建系统进化树, B o o t s t r a p校验参数为1000次,通过在线网站e v o l v i e w对进化树进行美化[21]㊂1.4小麦T a H K T家族基因序列分析使用M E M E-v4.12.0进行M o t i f分析,利用T B t o o l s软件进行绘图;提取1.2中得到的家族成员外显子㊁内含子㊁C D S和U T R的位置信息,使用G S D S9绘制基因结构图[22]㊂使用p e r l脚本对小麦中T a HK T蛋白的长度㊁等电点及分子量进行预测;在网站E x P A S y-P r o t P a r a m对其不稳定指数㊁脂肪系数及总亲水性指数进行预测[23];在网站C E L L O进行亚细胞定位预测;在D e e p T MHMM进行跨膜结构域预测㊂1.5小麦T a H K T基因染色体定位及共线性分析提取小麦T a H K T基因在染色体上的位置信息和小麦染色体的长度信息,保存为f a i格式文件,将整理好的数据提交到MA P C h a r t绘制T a H K T基因定位到染色体上的图㊂利用M C S-c a n X,在默认参数下分析T a H K T在小麦基因组中的串联重复基因;利用T B t o o l s分析小麦基因组内及小麦与粗山羊草㊁四倍体硬粒小麦㊁水稻和玉米之间的共线性并用C i r c o s绘制共线性图谱㊂提取上述串联重复基因对的C D S序列,进行C l u s t a l W比对,并计算每一对串联重复基因的非同义替换率(K a)和同义替换率(K s)比值进行选择压力分析[24],K a/K s>1㊁=1和<1分别表示正向选择㊁中性选择和纯化选择㊂1.6小麦T a H K T基因上游顺式作用元件分析从小麦基因组序列中提取T a H K T基因上游1500b p的启动子序列,利用在线网站P l a n t-C A R E分析顺式作用元件[25],再用G S D S9在线网站进行绘图㊂1.7小麦T a H K T基因在不同组织及盐胁迫下的表达分析在E x p V I P网站得到小麦T a HK T基因在不同组织中的表达情况;在G e n ev e s t i g a t o r软件中添加已确定的小麦T a H K T基因的I D,并对数据进行S a l t S t r e s s筛选;查找中国春(C h i n e s e S p r i n g)和青麦6号(Q i n g m a i6)H K T基因在盐胁迫下的表达情况,在T B t o o l s中绘制表达热图㊂2结果与分析2.1小麦T a H K T家族基因分析在小麦基因组中共鉴定到了23个T a H K T 基因家族成员,23个T a H K T蛋白序列长度为443~590a a;相对分子量为48.5~64.6K D a;理论等电点为8.20~10.40,即23个T a H K T蛋白均为碱性;总亲水性指数为0.120~0.496,表明均是疏水性蛋白;不稳定指数为25.74~45.29,其中不稳定指数小于40的蛋白有9个,属于稳定蛋白(表1)㊂亚细胞定位预测分析发现,23个T a H K T蛋白全部定位于质膜上,说明其发挥作用的部位可能为细胞质膜㊂跨膜结构域分析表明(图1),除了T r a e s C S2B02G451700(基因I D号,下同)编码的蛋白具有6个跨膜结构域㊁T r a e s C S2D02G428300等4个基因编码的蛋白具有7个跨膜结构域外, T r a e s C S2B02G451800等大多数基因编码的蛋白具有8个跨膜结构域,符合H K T蛋白的典型特征㊂2.2H K T家族成员系统进化分析采用邻位归并法构建了小麦与水稻㊁玉米㊁拟南芥㊁葡萄㊁蓖麻㊁甘薯及木龙葵8个物种H K T 基因家族的系统进化树(图2)㊂将8个物种共计42个H K T基因分为5个亚家族,基因T r a e s C S2B02G451700和T r a e s C S2D02G428500位于b r a n c h5,二者间的自展值为100,表明它们的同源性较高;基因T r a e s C S7D02G411300㊁T r a e s C S7A02G418600和T r a e s C S7B02G318800都位于b r a n c h1的末端,表明它们在进化中的亲缘关系较近,二者间的自展值为100,说明该分支的可信度也极高㊂在b r a n c h5中小麦基因T r a e s-C S6B02G182600㊁T r a e s C S6D02G144500与水稻基因O s02t0175000位于同一分支,表明二者之㊃941㊃第2期苏瑞平等:小麦T a H K T家族基因的生物信息学分析表1小麦T a H K T基因家族成员的基本信息T a b l e1B a s i c i n f o r m a t i o no fw h e a t T a H K T g e n e f a m i l y基因号G e n e I D染色体C h r o m o s o m e 基因位置G e n ep o s i t i o n蛋白长度P r o t e i nl e n g t h/a a分子量M o l e c u l a rw e i g h t/k D a等电点p I不稳定指数I n s t a b i l i t yi n d e x脂肪系数A l i p h a t i ci n d e x总亲水性指数G R A V Y亚细胞定位S u b c e l l u l a rl o c a t i o nT r a e s C S2A02G4306002A683567466~68357850958264.610.2441.9199.020.186P T r a e s C S2B02G4513002B644549026~64455350356362.410.0843.94100.090.222P T r a e s C S2B02G4514002B644844360~64484821157863.39.8943.1396.710.198P T r a e s C S2B02G4516002B645302238~64530603359064.410.0242.3496.390.179P T r a e s C S2B02G4517002B645307235~64531041048154.19.7045.2997.920.120P T r a e s C S2B02G4518002B645470305~64547446955661.110.1141.20101.730.272P T r a e s C S2D02G4282002D540062509~54006691056362.210.4044.34102.380.269P T r a e s C S2D02G4283002D540161984~54016607844348.69.1841.68103.660.298P T r a e s C S2D02G4284002D540190217~54019638244548.58.2040.3296.850.218P T r a e s C S2D02G4285002D540197396~54020083745751.39.2342.3096.240.139P T r a e s C S4B02G3708004B656815048~65681744451857.59.2232.89102.660.409P T r a e s C S4B02G3760004B659664756~65966689350456.28.3034.40103.210.386P T r a e s C S4D02G3613004D507965542~50796782251657.38.9129.75103.620.353P T r a e s C S6B02G1826006B204450429~20445266953259.99.1625.74103.680.269P T r a e s C S6D02G1445006D115043730~11504610053259.98.8129.26103.700.289P T r a e s C S7A02G4182007A609549041~60955080545750.38.3239.52109.370.416P T r a e s C S7A02G4185007A610433701~61043620954460.19.0339.91112.960.490P T r a e s C S7A02G4186007A610438735~61044110750856.08.9642.35109.780.449P T r a e s C S7B02G3184007B568488183~56849059854460.28.8340.37111.580.496P T r a e s C S7B02G3187007B568645776~56864779954460.29.0740.05112.650.492P T r a e s C S7B02G3188007B568650957~56865282150856.19.2941.52114.350.490P T r a e s C S7D02G4112007D530102460~53010515553158.88.9137.92111.900.496P T r a e s C S7D02G4113007D530108294~53011021850856.08.8738.93111.100.453P G R A V Y:G r a n d a v e r a g e o f h y d r o p a t h i c i t y;P:P l a s m am e m b r a n e.间的亲缘关系极近,可能由共同祖先进化而来㊂B r a n c h3中包括拟南芥㊁葡萄㊁甘薯㊁蓖麻和木龙葵的HK T基因,它们单独作为一个分支,说明其与小麦㊁玉米和水稻的亲缘关系较远㊂2.3小麦T a H K T基因序列分析T a H K T基因结构分析表明,除T r a e s C S2B-02G451800和T r a e s C S2B02G451700分别具有2个和4个外显子外,其余基因均有3个外显子(图3A)㊂对T a H K T蛋白进行保守基序分析,共发现10个M o t i f(图3B),M o t i f6㊁M o t i f4和M o t i f 7以三联体形式出现在所有蛋白中,极为保守㊂T r a e s C S2A02G430600㊁T r a e s C S2D02G428200㊁T r a e s C S2B02G451400和T r a e s C S2B02G451300具有完全相同的M o t i f,推测其具有相同功能㊂2.4小麦T a H K T基因染色体定位及共线性分析23个T a H K T基因分布于小麦的第2㊁4㊁6㊁7同源群染色体上(图4),其中第2同源群染色体上的数量最多(10个),在2B㊁2D等染色体上还发现了由多个基因聚集形成的基因簇,它们可能来自共同的祖先,并具有相同或相似的功能㊂除基因T r a e s C S6B02G182600和T r a e s C S6D02G144500位于染色体6B和6D的短臂,其他基因均位于染色体长臂靠近染色体末端的位置㊂小麦T a H K T基因间共线性分析显示(图5),有10对共线性基因(大片段复制基因),且在2号和7号染色体上共线性较好,其中位于2号染色体上的T r a e s C S2A02G430600㊁T r a e s C S2D02G428200㊁T r a e s-C S2B02G451300是三联体基因㊂此外,还发现了4对串联重复基因,K a/K s值均小于1,推测受纯化选择作用(表2)㊂为了解T a H K T基因的进化关系,分别分析了二倍体粗山羊草和四倍体硬粒小麦与六倍体小㊃051㊃麦类作物学报第44卷A :T r a e s C S 2B 02G 451700;B :T r a e sC S 2D 02G 428300;C :T r a e s C S 2B 02G 451800.图1 T a H K T 部分基因编码蛋白跨膜结构域预测分析F i g .1 A n a l y s i s o f t h e t r a n s m e m b r a n e d o m a i n p r e d i c t i o no f t h eT a H K T g e n e -e n c o d i n gpr o t e i ns A :小麦T a H K T 家族基因进化树;B :8个物种H K T 家族基因进化树;T r a e s :小麦;O s :水稻;Z m :玉米;A T :拟南芥;AMY :葡萄;B A S :甘薯;A X A :蓖麻;A L O :木龙葵㊂A :P h y l o g e n e t i c t r e e o fT a H K T g e n e f a m i l y ;B :P h y l o g e n e t i c t r e e o f t h eH K T g e n e f a m i l y f r o me i g h t s pe c i e s ;T r a e s :T r i t i c u ma e s -t i v u m ;O s :O r y z a s a t i v a ;Z m :Z e am a y s ;A T :A r a b i d o p s i s t h a l i a n a ;AMY :V i t i s v i n if e r a ;B A S :I po m o e ab a t a t a s ;A X A :R i c i n u s c o mm u n i s ;A L O :S o l a n u ms c a b r u m .图2 H K T 基因家族系统进化树F i g .2 P h y l o g e n e t i c t r e e o fH K T g e n e f a m i l y㊃151㊃第2期苏瑞平等:小麦T a H K T 家族基因的生物信息学分析A :基因结构分析;B :M o t i f 分析㊂A :G e n e s t r u c t u r e a n a l y s i s ;B :M o t i f a n a l ys i s .图3 T a H K T 基因结构和M o t i f 分析F i g .3G e n e s t r u c t u r e a n dm o t i f a n a l ys i s o fT a H KT 图4 小麦T a H K T 基因染色体定位F i g.4 C h r o m o s o m e l o c a t i o no fT a H K T g e n e s i nw h e a t 麦共线性关系及小麦与水稻和玉米之间的共线性关系(图6)㊂分别在二倍体粗山羊草㊁四倍体硬粒小麦和六倍体小麦中发现6㊁15和23个H K T 基因,且在2㊁4㊁6㊁7同源群染色体上具有较好的共线性㊂相比玉米,小麦与水稻间的共线性关系更好,说明二者的同源性较高㊂2.5 小麦T a H K T 基因上游顺式作用元件分析对小麦T a H K T 基因启动子序列分析表明,其1.5k b 上游区域含有多种顺式作用元件㊂对其与盐胁迫相关的顺式作用元件进行分析发现(图7),基因T r a e s C S 2A 02G 430600㊁T r a e s C S 2B 02G 451400和T r a e s C S 4B 02G 370800同时具有盐胁迫相关的㊃251㊃麦 类 作 物 学 报 第44卷图5小麦T a H K T基因的共线性F i g.5C o l l i n e a r i t y o fT a H K T g e n e s i nw h e a t表2T a H K T串联复制基因T a b l e2T a n d e md u p l i c a t i o n g e n e s o fT a H K T串联重复基因T a n d e md u p l i c a t i o n g e n e s K a K s K a/K s T r a e s C S2B02G451400&T r a e s C S2B02G4513000.0508890.2759130.184439 T r a e s C S2D02G428300&T r a e s C S2D02G4282000.0381070.2317270.164448 T r a e s C S7A02G418500&T r a e s C S7A02G4186000.3607361.4552100.247892 T r a e s C S7D02G411300&T r a e s C S7D02G4112000.5808252.0790100.2793764种顺式作用元件:受高盐㊁干旱胁迫诱导的顺式作用元件MY B和D R E,参与光反应和盐胁迫的顺式调节元件G-b o x,参与脱落酸反应的顺式作用元件A B R E;基因T r a e s C S2B02G451600和T r a e s C S2D02G428400除具有MY B㊁G-b o x㊁A B R E外还含有参与防御和应激反应的顺式作用元件T C-r i c h㊂顺式作用元件MY B㊁G-b o x和A B R E往往同时出现在同一基因上,推测这些基因对盐胁迫有响应㊂2.6小麦T a H K T基因在不同组织及盐胁迫下的表达分析23个小麦T a HK T基因在所选的16种组织中均有表达(图8),但表达量存在明显差异,表明这些成员在功能上存在一定分化㊂基因T r a e s C S4D02G361300主要在根(r o o t s)㊁叶轴(r a c h i s)㊁花梗(p e d u n c l e)和胚根(r a d i c l e)中表达,在根中的表达量最高;基因T r a e s C S7B02G318400主要在根(r o o t s)㊁叶鞘(l e a f s h e a t h)和胚根(r a d i c l e)中表达;基因T r a e s C S2B02G451800在各个组织中的表达量均较低;基因T r a e s C S2B02G451700在各个组织中均有较高表达,在根中的表达量最低㊂利用鉴定到的小麦T a H K T基因的I D在G e n e v e s t i g a t o r软件中得到了中国春和青麦6号在盐胁迫(150mm o l㊃L-1N a C l)处理不同时间下T a H K T基因在根组织中的表达热图(图9)㊂在盐胁迫下,T a H K T基因在两个小麦品种根部的表达模式相似,但青麦6号总体表达量略高于中国春㊂基因T r a e s C S7B02G318400在盐胁迫处理后表达量逐渐降低;基因T r a e s C S2B02G451400和㊃351㊃第2期苏瑞平等:小麦T a H K T家族基因的生物信息学分析T T :二倍体粗山羊草;T A :六倍体小麦;A E G :四倍体硬粒小麦;Z M :玉米;O S:水稻㊂T T :A o g i l o p s t a u s c h i i ;T A :T t i t i c u ma e s t i v u m ;A E G :T r i t i c u md u r u m D e s f .;Z M :Z e am a y s ;O S :O r yz a s a t i v a .图6 小麦T a H K T 基因与其他物种之间的共线性关系F i g .6 C o l l i n e a r i t y b e t w e e nw h e a t T a H K T g e n e s a n do t h e r s pe c i es 顺式作用元件用不同的彩色方框表示㊂D i f f e r e n t c o l o r e db o x e s i n d i c a t e d i f f e r e n t c i s -a c t i n g el e m e n t s i n t h e s c a l e a t b o t t o m.图7 小麦T a H K T 基因启动子区域与盐胁迫相关的顺式作用元件F i g .7 C i s -a c t i n g e l e m e n t s r e l a t e d t o s a l t s t r e s s i n t h e p r o m o t e r r e gi o no fw h e a t T a H K T g e n e s T r a e s C S 2D 02G 428200在盐胁迫处理后的表达量也有明显降低;基因T r a e s C S 2B 02G 451800在根部几乎不表达,但在受到盐胁迫处理后表达量逐渐提高,且在24h 时达到峰值㊂这些受到盐胁迫处理后表达量发生明显变化的基因,可能在小麦对盐胁迫的响应中发挥重要作用㊂3 讨论本研究在小麦基因组中鉴定出23个T a H -K T 基因,与G a r c i a d e b l ás 等[26]根据水稻HK T ㊃451㊃麦 类 作 物 学 报 第44卷R a d :胚根;C o l :胚芽鞘;S a :茎轴;R :根;L e :叶舌;P :花梗;S p :小穗;A :芒;G :颖片;L :叶;S c :种皮;F :旗叶;S h :幼苗;S t :茎;R a :叶轴;L s:叶鞘㊂R a d :R a d i c l e ;C o l :C o l e o p t i l e ;S a :S t e ma x i s ;R :R o o t ;L e :L e a f l i g u l e ;P :P e d u n c l e ;S p :S pi i k e l e t s ;A :A w n s ;G :G l u m e s ;L :L e a f ;S c :S e e d c o a t ;F :F l a gl e a f ;S h :S h o o t s ;S t :S t e m ;R a :R a c h i s ;L s :L e a f s h e a t h .图8 小麦T a H K T 基因家族成员在16种组织中的表达热图F i g .8 R e l a t i v e e x pr e s s i o n p r o f i l e s o fT a H K T g e n e s i n16t i s s u es C S :中国春;QM :青麦6号;c o n :对照;N a C l :N a C l 胁迫㊂C S :C h i n e s eS p r i n g ;QM :Q i n gm a i 6;c o n :C o n t r o l ;N a C l :N a C l s t r e s s .图9 T a H K T 基因在盐胁迫下小麦根中的表达模式F i g .9 R e l a t i v e e x pr e s s i o n p a t t e r n s o fT a H K T g e n e s i nw h e a t r o o t s u n d e r s a l t s t r e s s 基因家族推测的小麦中可能含有18个甚至更多个H K T 基因相符㊂亚细胞定位和跨膜结构域分析表明,小麦H K T 蛋白均定位在质膜上,表明该蛋白在质膜上起作用,且大多数H K T 蛋白具有8个跨膜结构域,符合H K T 蛋白的典型特征㊂对T a H K T 蛋白进行保守基序分析发现,M o t i f 6㊁M o t i f 4和M o t i f 7以及M o t i f 1和M o t i f 3在所有基因家族成员中有规律地出现,它们可能是与该家族基因功能密切相关的结构;系统进化树分析发现,在进化树上分支较近的家族成员具有相同或相似的M o t i f 组成和基因结构,推测分支较近的成员之间具有相同或相似的功能㊂㊃551㊃第2期苏瑞平等:小麦T a H K T 家族基因的生物信息学分析通过共线性分析,在基因家族成员中找到了10对共线性基因,4对串联重复基因,其K a/K s 值均小于1,表明均受纯化选择作用㊂在小麦与粗山羊草和四倍体硬粒小麦的共线性分析时发现,该基因家族在其2㊁4㊁6㊁7号染色体上共线性较好;在水稻中发现8个H K T基因,在玉米中发现3个H K T基因,且都与小麦中的H K T基因具有共线性,推测它们可能由共同的祖先进化而来㊂启动子区域的顺式作用元件在调控应激相关基因的表达中起着重要作用,且能够增加植物对非生物和生物胁迫的耐受性㊂转录因子通过与基因启动子区域中的顺式作用元件的特异性结合参与多种植物过程,包括生长㊁发育和胁迫信号传导㊂MY B转录因子结合顺式作用元件参与植物对高盐和干旱胁迫的应答;A B R E是介导A B A 依赖性信号传导的典型顺式作用元件;D R E是受高盐㊁低温和干旱胁迫诱导的顺式作用元件;G-b o x为参与光反应和盐胁迫的顺式调节元件[27-29]㊂通过分析T a H K T基因的顺式作用元件,可以进一步了解其调控机理及其可能参与的生理过程㊂本研究发现,小麦T a H K T基因启动子区域含有多种顺式作用元件,包括MY B㊁A B R E㊁D R E等响应激素和逆境胁迫元件(高盐㊁干旱),表明小麦T a H K T基因在参与逆境胁迫中可能发挥重要作用,也说明T a H K T基因的表达受多种因素调控㊂对不同小麦品种㊁不同组织部位中T a H K T 基因表达模式进行分析,发现基因T r a e s C S4D02G361300在根中表达量最高,且含有响应盐胁迫的顺式作用元件MY B㊁G-b o x和A B R E,说明其在根中的高表达可能与抵御盐胁迫有关㊂不过,在盐胁迫处理后,其表达量没有明显变化,表明其可能只是组织特异性基因而非诱导表达型基因㊂将其氨基酸序列提交到N C B I比对,发现T r a e s C S4D02G361300为已在小麦中鉴定到的T a HK T8(T a HK T1;5-D)[14,30]㊂基因T r a e s C S2B02G451800在各个组织中的表达量均较低,但受N a C l诱导表达,同源比对分析发现,其是已克隆的小麦T a HK T7(T a HK T1;4)㊂T a HK T7和T a HK T8是小麦中的两个主效耐盐基因,可在盐渍化条件下降低小麦叶片中N a+的积累[31],在盐胁迫条件下提高硬粒小麦产量[32]㊂T r a e s C S7B02G318400在根和叶鞘中表达量较高,而在叶中表达量较低,受到盐胁迫后表达量降低,经比对发现,该基因为从小麦中发现的第一个H K T基因T a HK T1(T a HK T2;1)[33],是根系中的高亲和N a+转运系统㊂这些研究结果表明,通过全基因组水平的基因家族鉴定及表达谱分析,可以很好地筛选响应某种环境条件的靶基因,预测基因的功能㊂基因T r a e s C S2B02G451700在各个组织中均有较高表达,在根中的表达量较低, T r a e s C S2B02G451700等其他家族成员在N C B I 上的记录多为根据基因组序列自动计算分析预测得到的,有待进一步实验证实㊂总之,本研究结果可为进一步研究小麦T a HK T基因的功能和作用机制提供参考㊂参考文献:[1]MU K HO P A D H Y A Y R,S A R K A RB,J A T HS,e t a l.S o i l s a-l i n i t y u n d e r c l i m a t e c h a n g e:C h a l l e n g e s f o r s u s t a i n a b l e a g r i c u l-t u r e a n d f o o ds e c u r i t y[J].J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a lM a n-a g e m e n t,2021,280:111736.[2]L I JG,P U LJ,H A N M F,e t a l.S o i l s a l i n i z a t i o nr e s e a r c h i nC h i n a:A d v a n c e s a n d p r o s p e c t s[J].J o u r n a l o f G e o g r a p h i c a l S c i e n c e s,2014,24:943[3]胡涛,张鸽香,郑福超,等.植物盐胁迫响应的研究进展[J].分子植物育种,2018,16(9):3006.HU T,Z H A N GGX,Z H E N GFC,e t a l.R e s e a r c h p r o g r e s s i n p l a n ts a l ts t r e s sr e s p o n s e[J].M o l e c u l a r P l a n t B r e e d i n g, 2018,16(9):3006.[4]L I A N G W J,MA X L,WA N P,e ta l.P l a n ts a l t-t o l e r a n c e m e c h a n i s m:Ar e v i e w[J].B i o c h e m i c a la n d B i o p h y s i c a lR e-s e a r c hC o mm u n 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江苏省南通市南通第一中学2023-2024学年高考仿真模拟生物试卷含解析
2024年高考生物模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题(本大题共7小题,每小题6分,共42分。
)1．下图表示人体内某些淋巴细胞的分化和免疫过程，X是抗原，Y是抗体，数字①～④表示过程，字母a～e表示细胞。
下列相关叙述，正确的是（）A．e细胞在非特异性免疫和特异性免疫中的作用完全相同B．当抗原X再次侵入人体时，通过④⑤过程，机体产生更强的免疫反应C．与Y合成和分泌有关的膜性细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体D．细胞a、b、c、d、e都能识别抗原X2．下列关于细胞分化、衰老和凋亡的叙述，正确的是（）A．在多细胞生物体内，细胞的衰老与个体的衰老无关B．地中海伞藻与细圆齿伞藻帽形不同是细胞分化的结果C．从受精卵分化为人的各种体细胞，细胞内核酸种类不变D．神经系统能通过细胞凋亡实现对生命活动的精确调节3．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是（）A．树根长期浸水进行无氧呼吸对植物生长不利B．香蕉宜在无氧、干燥、低温的环境中贮藏C．用透气的纱布包扎伤口可避免组织细胞缺氧死亡D．在利用酵母菌酿酒过程中，为了增加产量要持续通氧4．COVID-19病毒的基因组为单股正链RNA（与mRNA序列相同），含m个碱基。
该病毒在感染的细胞胞质中复制、装配，以出芽方式释放，其增殖过程如下图所示。
关于该病毒的叙述，不正．．确．的是（）A．COVID-19几乎只感染肺部细胞是因为侵入细胞必需要与特定的受体结合B．一个COVID-19的RNA分子复制出一个新COVID-19的RNA约需要2m个核苷酸C．该病毒基因所控制合成最长多肽链的氨基酸数不超过m/3D．已被治愈的患者体内会永远存在该病毒的抗体和记忆细胞5．下列实验操作正确的是（）A．在LB 固体培养基中加入尿素用以分离产脲酶的微生物B．接种环蘸取菌种在固体培养基上进行分离可用于计数C．制作葡萄酒时将葡萄汁装满发酵瓶以保证无氧的发酵环境D．制作泡菜时坛口用水封好，可防止外界空气进入6．科学家从动物的胰脏中分离到一类低分子量的蛋白质（Ub），能对细胞中的异常蛋白（靶蛋白）贴上“标签”，被贴标签的靶蛋白随即被蛋白酶水解，其过程如下图所示，相关说法错误的是（）（注：AMP为一磷酸腺苷）A．Ub为靶蛋白贴标签的过程需要消耗能量B．靶蛋白水解过程与人消化道内蛋白质水解过程不同C．Ub在维持细胞内环境的稳态的过程中有重要作用D．Ub在靶蛋白水解过程中起到催化的作用7．如图为某基因型为AaBb的雄性动物一个进行减数分裂的细胞。
五大类传统植物激素对植物响应盐胁迫的调控
五大类传统植物激素对植物响应盐胁迫的调控姚曼红;刘琳;曾幼玲【摘要】综述盐胁迫下5大类传统植物激素的含量变化及外施植物生长调节剂对植物耐盐性的影响,阐述植物激素对植物响应盐胁迫应答的调控机制.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2011(000)011【总页数】6页(P1-5,25)【关键词】盐胁迫;植物激素;耐盐性;应答机制【作者】姚曼红;刘琳;曾幼玲【作者单位】新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室,乌鲁木齐830046;新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室,乌鲁木齐830046;新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室,乌鲁木齐830046【正文语种】中文植物激素是植物体内合成的调节其生长发育的微量有机物质［1］。
近年来植物激素对植物响应盐胁迫调控方面的研究已取得重要进展，这也奠定了植物激素在植物逆境生理研究中的重要地位。
研究发现，植物对盐胁迫的耐受程度除物种的差异外，在同一植物的不同发育阶段，其盐敏感性也不同。
一般表现为种子萌发期耐盐性稍强，幼苗时敏感，长大后能逐渐忍受，开花期耐受力又下降［2，3］。
盐胁迫下，各类植物激素参与植物响应盐胁迫的调控，且在植株的各个发育阶段激素的表达水平均有所不同。
在种子萌发幼苗生长阶段和成苗开花阶段，植物激素对植物响应盐胁迫的调控存在明显的差异。
赤霉素(gibberellins，GA)是一类较大的萜类化合物家族，在植物生长发育的各个方面起着重要调控作用。
活性GA可以促进种子萌发、细胞分裂、叶片扩大和茎秆侧枝伸长，同时抑制植株成熟、侧芽休眠和衰老等，在缓解盐胁迫对种子萌发及植物生长方面也发挥了重要作用［4］。
GA能提高盐胁迫下种子的发芽势。
温福平等［5］发现在盐胁迫条件下，粳稻日本晴(Oryza sativa L.cv.Nipponbare)种子的萌发受到显著抑制，而GA3能提高种子的发芽势，并可以显著地恢复盐胁迫下种苗根和芽的伸长生长，缓解盐胁迫对种子萌发的抑制作用，但对种苗鲜重的影响不显著。
液泡膜阳离子转运蛋白在植物抗逆过程中的功能研究进展
液泡膜阳离子转运蛋白在植物抗逆过程中的功能研究进展作者：高天歌马翠敏王锁民来源：《安徽农业科学》2020年第21期摘要液泡是细胞内一种可以储存多种营养物质以及代谢产物的细胞器。
为了抵御高盐、干旱和重金属毒害等非生物胁迫，植物可以通过将细胞质中过量积累的Na+、K+、Ca2+和其他金属阳离子区域化至液泡中，以此来维持正常的细胞膨压并提高植物的抗逆性。
液泡膜阳离子转运蛋白种类丰富，能够调控细胞中不同无机离子的转运和区域化。
鉴于此，对定位于液泡膜的不同阳离子转运蛋白在植物响应逆境胁迫中的作用进行了简要概述。
关键词液泡膜转运蛋白;阳离子;抗逆性;功能中图分类号 Q945 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2020）21-0001-05Abstract Vacuole is a kind of organelles that can store a variety of nutrients and metabolites in cells.In order to resist the harsh environments such as salinization， drought and heavy metal pollution， plants can change the turgor and improve its stress resistance by compartmentalizing the excess ions， such as Na+， K+， Ca2+ and other metal cations， in the cytoplasm into vacuoles.There are many tonoplastcation transporters regulated the transport and compartmentalization of different ions.In view of this， we mainly summarized the roles of different tonoplast cation transporters in plants responding to stresses in this review.Key words Tonoplast transporters;Cation;Stress tolerance;Function逆境胁迫是对植物生长发育造成不利影响的各种环境因素的总称，可分为生物胁迫和非生物胁迫[1]。
小麦TaSPX1_基因的克隆、表达及耐低氮逆境的功能研究
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2024, 50(3): 576 589 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail:***************DOI: 10.3724/SP.J.1006.2024.31025小麦TaSPX1基因的克隆、表达及耐低氮逆境的功能研究张宝华1,2刘佳静1,2田晓1,2田旭钊1,2董阔1武郁洁1肖凯3,*李小娟1,2,*1 河北农业大学生命科学学院, 河北保定071001;2 河北省植物生理和分子病理学重点实验室, 河北保定071001;3 河北农业大学农学院, 河北保定071001摘要: 包含SPX、SPX-EXS、SPX-MFS和SPX-RING四个亚族的植物SPX基因家族在磷信号应答中发挥重要功能, 但迄今对小麦的该家族基因成员功能了解尚少。
本研究前期从小麦(Triticum aestivum)中鉴定得到一个SPX亚族成员基因TaSPX1 (GenBank No. Ak332300), 亚细胞定位分析发现其定位于细胞核。
对TaSPX1和来自小麦、拟南芥和水稻SPX家族的同源蛋白进行系统进化分析, 结果表明, 其与水稻SPX亚族的OsSPX1亲缘关系较近。
应用RT-qPCR技术研究发现, TaSPX1的表达量在低氮胁迫下显著增加。
构建烟草(Nicotiana tabacum)过表达转基因系(overexpression lines, OE), 应用MS营养液培养对野生型(WT)和OE株系OE3和OE4植株表型进行鉴定。
发现在低氮胁迫下, OE3和OE4较WT表现明显的生长优势, 植株鲜重、根重和叶面积显著增加; 包括光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率在内的光合参数, 以及氮含量、可溶性糖、可溶性蛋白和叶绿素含量也都较WT显著增加。
对氮吸收和同化相关基因的表达和酶活性测定结果表明, 上述基因的部分成员在OE植株中的表达量和氮同化酶活性升高。
农杆菌介导的拟南芥液泡膜Na～+-H～+逆向转运蛋白基因(AtNHX1)转化烟草和马铃薯的研究
农杆菌介导的拟南芥液泡膜Na～+-H～+逆向转运蛋白基因（AtNHX1）转化烟草和马铃薯的研究农杆菌介导的拟南芥液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因（AtNHX1）转化烟草和马铃薯的研究引言：盐胁迫是全球范围内影响作物产量和品质的主要因素之一。
高盐环境会导致土壤中钠离子（Na+）浓度增加，进而影响植物的正常生长和发育。
在适应高盐环境的进化过程中，植物进化出了一套复杂的离子调控机制。
其中，液泡膜上的Na+/H+逆向转运蛋白（sodium hydrogen exchanger，NHX）被认为在植物耐盐机制中起着重要作用。
材料与方法：本文以拟南芥（Arabidopsis thaliana）中的AtNHX1基因为研究对象，通过农杆菌介导的遗传转化方法将其转化到烟草（Nicotiana tabacum）和马铃薯（Solanum tuberosum）中。
转基因植株通过PCR和Southern blot等分子生物学技术进行鉴定。
结果：经PCR验证，成功构建了携带AtNHX1基因的表达载体，并将其转化到烟草和马铃薯中，获得了转基因植株。
Southern blot结果进一步证实，在转基因植株的基因组DNA上能够检测到与AtNHX1基因特异性探针相互匹配的带。
进一步研究发现，转基因烟草和马铃薯在高盐条件下显示出了更好的耐盐性，与野生型植株相比，转基因植株的生长情况更加健壮，并且与转基因植株相比，野生型植株在高盐环境下的生长状况明显受到抑制。
此外，转基因植株的根系和叶片中Na+离子的积累量显著降低，叶片中钾离子（K+）积累量增加。
这表明，AtNHX1基因的表达增加了植物对外界盐胁迫的适应能力，并调节了细胞内Na+/K+离子平衡。
讨论：AtNHX1基因的成功转化到烟草和马铃薯中，为进一步研究该基因在其他作物中的功能和应用提供了基础。
同时，本研究的结果也揭示了AtNHX1基因调控植物耐盐性的机制，即通过调节细胞内Na+/K+离子平衡来减轻外界高盐环境对植物生长发育的负面影响。
H+逆转运蛋白TaNHX2的功能验证及功能域分析的开题报告
小麦Na+/H+逆转运蛋白TaNHX2的功能验证及功能域分析的开题报告研究背景和研究目的钠离子和质子是植物细胞内外的两种重要离子，它们在维持细胞内稳态和抵御逆境中起着关键作用。
Na+/H+逆转运蛋白是维持细胞内稳态的重要调节者，通过将外部的Na+与细胞内的H+进行交换，维持细胞内外Na+的浓度平衡。
而小麦Na+/H+逆转运蛋白TaNHX2已被证明在逆境条件下发挥着重要的作用。
本研究的目的在于对小麦Na+/H+逆转运蛋白TaNHX2进行功能验证和功能域分析，从而探究其在逆境响应中的作用机制，为进一步研究小麦的逆境适应性提供理论支持。
研究内容和方法1. TaNHX2的表达定量使用实时荧光定量PCR技术检测不同小麦组织中TaNHX2的表达水平，分析其在不同组织中的表达模式。
2. TaNHX2的亚细胞定位利用荧光蛋白标记法，将TaNHX2与荧光蛋白进行融合表达，观察其在小麦细胞中的分布及亚细胞定位。
3. TaNHX2的功能验证利用RNAi技术或过表达技术干扰或增强TaNHX2的表达水平，并观察对小麦植株耐盐耐碱能力的影响。
4. TaNHX2的功能域分析通过对TaNHX2不同功能区的点突变或缺失分析，探究其对Na+/H+交换的影响，分析其蛋白质结构与功能的关系。
预期结果通过以上实验手段，预计可以获得以下结果：1. TaNHX2在小麦不同组织中的表达水平不同，存在组织特异性。
2. TaNHX2主要定位于小麦植物细胞的质膜上。
3. 构建TaNHX2的RNAi和过表达植株，并观测其在逆境条件下的耐盐耐碱能力变化，验证其在逆境响应中的作用。
4. 通过对TaNHX2的不同功能区点突变或缺失的分析，探究其对Na+/H+交换的影响，进一步理解其结构与功能的关系。
小麦NHX2基因的生物信息学分
Na+在液泡内的区室化 钠氢离子逆向转运蛋白（NHX）
耐盐
TaNHX2基因是利用水稻OsNHX1基因的cDNAhx1中,结果如图1所示TaNHX2的表达抑制了Δnhx1的盐敏感
性。（俞嘉宁等，2007）
TaNHX2在百脉根中的表达，结果如图2所示提高了其耐盐性 （简波等，2009）
图1
图2
TaNHX2的基本信息
基因名： TaNHX2 核苷酸长度：2422 bp 编码区长度：1617 bp aa序列长度： 538aa
From NCBI
基因ORF的预测
By plotorf
小麦NHX2基因的生物信息学分 析及功能预测
报告人：林抗雪 小组：G09 成员：刘天珍 李瑞芳 林抗雪 李秀秀
2013.06.23
汇报内容
研究背景 TaNHX2序列及结构分析 蛋白结构分析 总结及展望
ห้องสมุดไป่ตู้
研究背景
• 盐分是对许多作物的生长都有影响的一种生物胁迫，目前全世 界约20%的耕地受到盐害。
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
By MEGA
蛋白结构域预测
跨膜区域
结果显示在第26-446氨基酸序列区域有一个Na+_H+转运结构域
ɑ螺旋预测
共18个
From WebLab-pepwheel
共11个跨膜区： 20 -45，48-71,90-110,117-137,144-164, 213-241,261-289,305-333，342-370,380-408,418-446
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责任编辑
陈玉敏
责任校对
况玲玲
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许海霞， 李阳， 程西永， 董中东， 李伟， 群 （南 业 学 学 ，南 州摘要 ［ 目的］ 利用生物信息学方法分析基因的功能，方法］ ［ 通过生物信息学数据库和 因特网上的软件进行分析， 对小麦液泡膜 № ／
Ｈ 反转运蛋 白基 因 Ｔ Ｉ １ ａ Ｉ 的理 化性质 、 Ｎ Ｘ 结构 与功能进行 了预 测。［ 结果 ］ ａ ｔ 基 因编 码的蛋 白是 一种相 对分 子质 量为 ５ ． ｋ 、 ＴＮｔ Ｘ１ ９７ Ｄ 等 电点 ｐ为 ８１ 的疏水性稳 定蛋 白， Ｉ ． ３ 富含 ＬｕＰｅＬ 、ｌ、ｅ ｖ ｌ ｌ等氨 基酸 。ＴＮ／ １ 因编码 的氨 基 酸序 列 内含 有 一段氨 氯吡嗪 ｅ、ｈ、ｌ Ｇｙｓｒ ａ Ａａ ｅ 、 、 ａ／ 基 Ｘ 咪 的结合域的 高度保 守序 列 Ｆ － Ｌ Ｐ。同源性比较发现 Ｔ Ｈ １ Ａ Ｎｔ １ Ｔ Ｈ １ ＦＹ Ｌ Ｉ ａ Ｘ 与 ｅ ｔ 、 ｉ Ｘ 的亲缘 关 系 近 ， Ｎ Ｘ Ｎ 很 分别是 ９ ％和 ９ ％， 测他们 可 ９ ７ 推 能为 同源基 因， 具有相 似的 生物 学功能 。［ 结论 ］ 该研 究为进一 步探 讨 ＴＮ Ｘ 的生物 学功能奠定 了基 础。 ａＨ １ 关键 词 小麦 ； ａ ／ 转运蛋 白 ； ａ Ｉ － 基 因 ； Ｎ Ｈ 反 ＴＮ￣ １ 生物信 息学 中圈分类号 ￥ １ ． ５２ １ 文献标 识码 Ａ 文章编号 ０ １ — ６ １２０ ）３ ０ ３４ ０ ５７ ６ １ （ ８ １ ～ ５ — ３ ０ ５