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闫小燕等
, 2011,
冷诱导基因
wcs19
与小麦抗寒性关系研究
,
分子植物育种
Vol.9 No.45 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0045)
1339
有一段
121 bp~122 bp
的内含子序列，该内含子序
列中包含一个
SNP
：内含子序列
+9bp
处
G
碱基的
插入和缺失
(
图
3
和图
4)
。
图
3 20
个测序品种与已知冷诱导基因
wcs19
序列的相似性比较
Figure 3 Comparison of wcs19 sequence similarity among 20 sequenced species
图
4
测序结果
chromas
分析图谱
注
:
左图
: G
碱基的缺失
;
右图
: G
碱基的插入
Figure 4 chromas analysis atlas of sequencing results
Note: Left picture is G base deletion; Right picture is G base
insertion
2
讨论
针对冷诱导基因
wcs19
设计的引物其扩增结果
没有出现差异性条带，而且序列特征分析结果与原
序列基本一致，可以推断冷诱导基因
wcs19
在小麦
的抗寒性中所起的作用很小，或者说不是主效基
因。
分析这种结果产生的原因主要有两个：一是目
前从小麦中分离鉴定的冷诱导基因有
wcs120
、
wcs200
、
wcs66
、
wcs19
等，主要受低温胁迫的影
响
(Guo et al., 1990)
，本文只对
wcs19
作了初步研究，
再加上植物的抗寒性是由多基因控制的，是多种基
因共同起作用的结果，其作用机制十分复杂，所以
wcs19
基因在
DNA
水平上与植物抗寒性不能紧密
关联也不足为奇。二是
Stockinger
等
(1997)
在研究
拟南芥在低温胁迫下如何调节
COR
基因表达的分
子机制时，采用酵母单杂交方法分离鉴定出一种
cDNA
，其编码产物能识别
COR
基因中的
CRT/DRE
(C-repeat/dehydration-responsive element)
元件并与
之特异结合，故命名为
CRT/DRE
结合因子即
CBF1
(CRT/DRE-binding factor 1)
。
Thomashow(1998)
后来
发现
CBF1
的过量表达可以诱导一组
COR
基因表
达，从而提高植物的抗寒性。
CBF
通过结合于下游
COR
基因的启动子区域来激活
COR
基因表达，增
加植物抗寒性。目前已经从多种植物中分离出不同
类型
CBF
类似蛋白，包括抗寒植物和不抗寒植物。
从小麦中分离出来的
CBF
基因至少有
7
种
(Jaglo et
al., 2001; Kume et al., 2005; Skinner et al., 2005)
，这
些
CBF
基因对小麦的抗寒性起着重要的作用。另有
研究指出
ICE ( Inducer of CBF expression)
是在低温
时可以诱导
CBF
家族表达的转录激活因子，在低温
时它能结合在
CBF
的启动子序列上，诱导
CBF
表
达，而后
CBF
结合到其下游目的基因启动子的
DRE
序列上，诱导
COR
表达，从而提高植株的抗寒性
(Thomashow et al., 2001)
。所以，
wcs19
基因在小麦
抗寒过程中的作用可能与其表达水平有关，也可能
与其上游
CBF
、
ICE
基因有关。
植物抗冷冻能力是由一系列起直接或间接作
用的基因控制的，所以研究某一冷诱导基因启动子
序列或者上游调控基因与植物抗寒能力的关系也
许能揭示抗寒性形成的遗传物质基础，因此对多个
冷诱导基因综合分析以及研究
CBF
和
ICE
对小麦
抗寒性的影响将成为下一步工作的目标。