張瀟予,吳保為,張思雨,馬 猛,劉香利,趙惠賢

(西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,陜西楊凌 712100)

絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)是真核生物中普遍存在的一類保守絲氨酸/蘇氨酸類蛋白激酶。其與MAPK激酶MAPKK(MKK/MEK)和MAPKK激酶MAPKKK(MKKK/MEKK)組成MAPK信號級聯(lián)通路,在真核細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著至關(guān)重要的作用[1]。研究表明,MAPK信號級聯(lián)通路參與植物生長發(fā)育以及多種生物、非生物脅迫響應(yīng)過程[2]。在擬南芥中,共鑒定出20個MAPK基因(MAPK1～MAPK20),10個MAPKK基因(MAPKK1～MAPKK10),69個MAPKKK基因[3],在楊樹和水稻中也發(fā)現(xiàn)了MAPK、MAPKK、MAPKKK基因庫[4]。

小麥MAPK家族的研究較為滯后。已有研究發(fā)現(xiàn),TaMKP3在小麥?zhǔn)艿胶躺蚯痪?Mycosphaerellagraminicola)侵染時上調(diào)表達(dá)[5];TaMAPK4可增強(qiáng)小麥對條銹病的抗性[6]。但這些報道主要集中在小麥MAPK參與抵抗生物與非生物脅迫的過程中,而對調(diào)控小麥生長發(fā)育的研究尚未見報道。

本課題組前期構(gòu)建了小麥不同生長發(fā)育時期的microRNA庫,并從中鑒定出一個小麥特異小RNA-miR5048(登錄號:MI0030413)[7]。利用psRNA Target軟件(http://plantgrn.noble.org/psRNATarget/)預(yù)測并結(jié)合試驗發(fā)現(xiàn),小麥miR5048的靶基因為MAPK基因(在IWGSC Ref. v1.0數(shù)據(jù)庫中MAPK基因三個部分同源基因的ID分別為TraesCS6A01G118100、TraesCS6B01G146300和TraesCS6D01G108100,未發(fā)表),但其生物學(xué)功能目前尚不清楚。本研究對小麥6A、6B和6D染色體上三個MAPK基因編碼的蛋白氨基酸序列、結(jié)構(gòu)、基本性質(zhì)、系統(tǒng)進(jìn)化進(jìn)行分析,并檢測MAPK基因在小麥不同發(fā)育時期的時空表達(dá)譜;進(jìn)一步創(chuàng)制轉(zhuǎn)TaMAPK1基因擬南芥,了解該基因?qū)D(zhuǎn)基因擬南芥表型和產(chǎn)量性狀的影響,以期為后續(xù)研究MAPK基因在小麥生長發(fā)育過程中的生物學(xué)功能提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥材料為中國春,由本實驗室保存。選取顆粒飽滿的小麥種子用純凈水浸泡,待吸脹后置于濕潤的濾紙上萌發(fā),培養(yǎng)條件為22 ℃、16 h光照/8 h黑暗,相對濕度為75%,培養(yǎng)至兩葉期時取樣,用液氮速凍后置于-80 ℃保存。

供試擬南芥材料為哥倫比亞(Columbia)生態(tài)型,簡寫為Col-0,擬南芥缺失突變體mapk1(SALK_063847C)購買于擬南芥信息資源庫TAIR(https://www.arabidopsis.org/),培養(yǎng)條件為22 ℃,16 h光照/8 h黑暗,相對濕度為60%。

1.2 基因組DNA和總RNA的提取以及cDNA第一鏈的合成

用CTAB法提取擬南芥和小麥基因組DNA,用艾科瑞生物工程有限公司的植物RNA提取試劑盒(SteadyPure Plant RNA Extraction Kit)提取樣品總RNA,提取后的DNA和RNA凍存于-80℃。用反轉(zhuǎn)錄試劑盒PrimeScriptTMII 1st Strand cDNA Synthesis Kit(Takara, 日本)合成cDNA第一鏈,于-20℃凍存。

1.3 TaMAPK1基因的克隆及載體構(gòu)建

根據(jù)小麥基因組測序聯(lián)盟IWGSC(International Wheat Genome Sequencing Consortium,http://www.wheatgenome.org/)公布的中國春MAPK基因(TraesCS6A01G118100)的CDS序列,設(shè)計特異性引物TaMAPK1-F/R(表1),以中國春葉片cDNA為模板,使用高保真酶KOD FX(TOYOBO,日本)進(jìn)行PCR擴(kuò)增。反應(yīng)體系為50 μL,包括模板cDNA 0.5 μL,TaMAPK1-F/R引物各1.5 μL,高保真酶KOD FX 1 μL,2× Buffer 25 μL,dNTPs(各2 mmol·L-1)10 μL,ddH2O 10.5 μL。PCR反應(yīng)程序:94 ℃2 min;98 ℃10 s,58 ℃30 s,68 ℃1 min,35個循環(huán)。用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測擴(kuò)增產(chǎn)物,將目的片段進(jìn)行膠回收純化后,加poly-A連接到pMD19-T載體上,得到重組載體pMD19-T-TaMAPK1,將重組載體轉(zhuǎn)化至大腸桿菌DH5α感受態(tài)細(xì)胞中,置于37 ℃培養(yǎng)箱過夜培養(yǎng),挑取單克隆進(jìn)行陽性鑒定,搖菌培養(yǎng)后提取質(zhì)粒,送北京擎科生物科技有限公司進(jìn)行測序。

利用帶酶切位點的引物TaMAPK1-XbalI-F和TaMAPK1-BglII-R(表1)從測序正確的重組載體擴(kuò)增得到目的基因TaMAPK1,將目的片段連接至植物雙元表達(dá)載體pCAMBIA1304(含35S啟動子)上得到表達(dá)載體p35S::TaMAPK1,然后將其轉(zhuǎn)入大腸桿菌DH5α感受態(tài)細(xì)胞中,對重組載體進(jìn)行測序以確保TaMAPK1的讀碼框正確。將構(gòu)建成功的p35S::TaMAPK1重組載體轉(zhuǎn)化至農(nóng)桿菌EHA105感受態(tài)細(xì)胞中,置于28 ℃培養(yǎng)箱培養(yǎng),挑取單克隆進(jìn)行菌落PCR鑒定,將陽性單菌落搖菌并保存。

1.4 生物信息學(xué)分析

用DNAMAN進(jìn)行TaMAPK1蛋白的氨基酸序列比對,用ExPASy(https://web.expasy.org/protparam/)對TaMAPK1蛋白的分子量、等電點、親水性等理化性質(zhì)進(jìn)行分析,用SMART(http://smart.embl-heidelberg.de/)對TaMAPK1蛋白的保守結(jié)構(gòu)域進(jìn)行分析,用PlantCARE(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/)對TaMAPK1基因啟動子區(qū)的順式作用元件進(jìn)行分析。用MEGA 11(https://www.megasoftware.net/)對TaMAPK1蛋白進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析,用Neighbor-joining法構(gòu)建進(jìn)化樹,Bootstrap設(shè)置為1 000,用Evolview(http://evolgenius.info/)對進(jìn)化樹進(jìn)行可視化。

1.5 擬南芥突變體的純合鑒定

以mapk1突變體基因組DNA為模板,以Atmapk1-1-LP/RP/LBa1(表1)為引物,利用三引物法進(jìn)行PCR擴(kuò)增,在DNA水平上對突變體進(jìn)行純合鑒定。以mapk1突變體RNA反轉(zhuǎn)錄得到的cDNA為模板,以mapk1-F/R、AtACTIN-qPCR-F/R(表1)為引物,以AtActin為內(nèi)參基因,采用半定量RT-PCR的方法在RNA水平上對突變體進(jìn)行純合鑒定。PCR反應(yīng)體系均為20 μL,包括基因組DNA或模板cDNA 0.5～3 μL,上、下游引物各0.8 μL,2×Rapid Taq Master Mix(諾唯贊,南京) 10 μL,用ddH2O補(bǔ)足至20 μL;PCR反應(yīng)程序:95 ℃ 30 s,95 ℃ 5 s,60 ℃ 30 s,共30個循環(huán)。PCR和半定量RT-PCR的產(chǎn)物均用1%的瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行鑒定,用JY04S-3C型凝膠成像儀觀察并拍照記錄。

1.6 轉(zhuǎn)基因擬南芥的創(chuàng)制

待野生型擬南芥Col-0和mapk1突變體開花后,去掉頂端花序,約一周后剪掉已長成的果莢。用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的花器浸蘸方法[8]進(jìn)行擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化。侵染完成后,用保鮮膜覆蓋侵染后的整株擬南芥,避光24 h后采用常規(guī)條件培養(yǎng),直至種子收獲。將收獲的擬南芥種子用土培法進(jìn)行培養(yǎng),在獨立轉(zhuǎn)基因事件的每一代幼苗葉面噴施100 mg·L-1Basta,對陽性植株進(jìn)行篩選,移栽陽性單株進(jìn)行自交加代繁殖,直至轉(zhuǎn)基因株系后代純合。

1.7 目標(biāo)基因的表達(dá)水平分析

為了解TaMAPK1基因在小麥不同組織中的時空表達(dá)模式,基于本課題組前期建立的小偃6號不同組織樣品的RNA-Seq數(shù)據(jù)[9],用歸一化處理FPKM值來分析TaMAPK1在小麥不同生長發(fā)育階段和不同組織/器官的表達(dá)譜。為進(jìn)一步了解TaMAPK1基因在轉(zhuǎn)基因擬南芥中的表達(dá)水平,以轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片cDNA為模板,以TaMAPK1-qPCR-F/R(表1)為引物,以擬南芥AtACTIN(AT3G18780)作為內(nèi)參基因,在CFX96 Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad,美國)進(jìn)行半定量RT-PCR,檢測轉(zhuǎn)基因擬南芥中TaMAPK1基因的表達(dá)量。每個樣品進(jìn)行3次生物學(xué)重復(fù)。PCR反應(yīng)體系為20 μL,包括2× TB Green Premix Ex Taq II(Tli RNaseH Plus)(TaKaRa,日本)10 μL,上、下游引物各0.8 μL, 模板cDNA 2 μL,ddH2O 8.4 μL。反應(yīng)程序:95 ℃30 s,95 ℃ 5 s,60 ℃ 30 s,共40個循環(huán);溶解曲線設(shè)置為65～95 ℃,每0.5 s升高1 ℃,每0.05 s讀取一次熒光強(qiáng)度。按照2-△△Ct法計算基因的相對表達(dá)量。

表1 本研究所用的引物Table 1 Primers used in this study

1.8 轉(zhuǎn)基因擬南芥的表型調(diào)查

對野生型擬南芥Col-0、mapk1突變體、Col-0背景下轉(zhuǎn)p35S::TaMAPK1的T2代純合株系(TaMAPK1-OE)以及mapk1突變體遺傳背景下轉(zhuǎn)p35S::TaMAPK1的回補(bǔ)株系(TaMAPK1-com)進(jìn)行全生育期觀察。將擬南芥花序生長至1 cm時視為抽薹。待擬南芥抽薹后一周統(tǒng)計蓮座葉數(shù)目;待擬南芥成熟后調(diào)查分支數(shù)目,然后將整個植株地上部分烘干至恒重后,調(diào)查單株生物量、單株種子重量;用體視顯微鏡(SMZ25,Nikon)對種子拍照,再用ImageJ軟件(https://imagej.nih.gov/ij/)統(tǒng)計種子大小(投影面積)。以上表型統(tǒng)計均調(diào)查10～20株植株。

1.9 數(shù)據(jù)處理

用SPSS Statistics 26(https://www.ibm.com/products/spss-statistics)軟件的one-way Anova進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥MAPK基因編碼蛋白的序列特征和系統(tǒng)進(jìn)化分析

為了探究小麥miR5048靶基因MAPK的功能,對IWGSC Ref. v1.0數(shù)據(jù)庫中TraesCS6A01G118100.1、TraesCS6B01G146300.1和TraesCS6D01G108100.1三個基因編碼蛋白的氨基酸序列進(jìn)行比對,結(jié)果(圖1)表明,這三個蛋白的氨基酸序列長度分別為380、369和382 aa,序列一致性為96.70%。推測這三個MAPK基因為部分同源基因。

圖中紅色方框部分為小麥MAPK蛋白的激酶結(jié)構(gòu)域。Red boxes are the kinase domain of wheat MAPK proteins.圖1 小麥三個MAPK蛋白的氨基酸序列比對Fig.1 Amino acid sequence alignment of the three wheat MAPK proteins

用ExPASy在線分析這三個MAPK基因編碼蛋白的理化性質(zhì),發(fā)現(xiàn)它們的的理論分子量分別為43.5、42.3和43.8 kDa,等電點分別為7.2、6.7和7.6,平均親水性分別為-0.181、-0.187和-0.205,表明這三個蛋白均為親水性蛋白。利用SMART軟件對保守結(jié)構(gòu)域進(jìn)行預(yù)測,發(fā)現(xiàn)這三個蛋白均含有一個保守的絲氨酸/蘇氨酸磷酸化的激酶結(jié)構(gòu)域,分別位于32～330、32～319和32～332 aa處(圖1),表明這三個蛋白均為絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。

為明確三個小麥MAPK基因的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系,用MEGA 11構(gòu)建小麥MAPK蛋白與擬南芥MAPK蛋白(AtMAPK1～AtMAPK20)、水稻MAPK蛋白(OsMAPK3和OsMAPK6)的系統(tǒng)進(jìn)化樹,結(jié)果如圖2所示。25個MAPK蛋白被分成A、B、C和D四個組,其中三個小麥MAPK蛋白與擬南芥AtMAPK1、AtMAPK2、AtMAPK7和AtMAPK14蛋白被聚為C組,且與AtMAPK1的同源關(guān)系最近(一致性為92.71%),說明這三個小麥MAPK基因是擬南芥AtMAPK1的直系同源基因,故將其命名為TaMAPK1,三個同源基因分別命名為TaMAPK1-6A/6B/6D。推測小麥TaMAPK1和擬南芥AtMAPK1的功能相似。

進(jìn)化分支長度表示進(jìn)化距離。Evolutionary branch length represents evolutionary distance.圖2 小麥、擬南芥和水稻MAPK蛋白的系統(tǒng)發(fā)育分析Fig.2 Phylogenetic tree of MAPK proteins in wheat, Arabidopsis and rice

2.2 TaMAPK1基因的時空表達(dá)譜和順式作用元件分析

從圖3可以看出,TaMAPK1-6A/6B/6D三個基因在小麥各生育期及不同組織中均有不同程度的表達(dá),且TaMAPK1-6A基因的表達(dá)量均為最高。推測TaMAPK1-6A在小麥生長發(fā)育過程中的作用最大。后續(xù)研究以TaMAPK1-6A(下文簡寫為TaMAPK1)為對象進(jìn)行分析。

R:根;S:莖;L:葉片;FL:孕穗期的旗葉;YS5:孕穗期5 mm寬的幼穗;YS15:抽穗期15 mm寬的麥穗;GR5:揚(yáng)花后5 d的籽粒;GR10:揚(yáng)花后10 d的籽粒;GR15:揚(yáng)花后15 d的籽粒;GR20:揚(yáng)花后20 d的籽粒。R: Root; S: Stem; L: Leaf; FL: Flag leaf at booting stage; YS5: 5 mm wide young spike at booting stage; YS15: 15 mm wide spike at heading stage; GR5: Grains at 5 d after anthesis; GR10: Grains at 10 d after anthesis; GR15: Grains at 15 d after anthesis; GR20: Grains at 20 d after anthesis.圖3 TaMAPK1基因在小麥不同組織中的時空表達(dá)譜Fig.3 Spatio-temporal expression patterns of TaMAPK1 genes in different tissues of wheat

在IWGSC Ref. v1.0 數(shù)據(jù)庫中選取TaMAPK1基因5′ UTR上游2 000 bp的啟動子序列,利用PlantCARE預(yù)測該基因啟動子區(qū)的順式作用元件。結(jié)果(表2)表明,TaMAPK1基因的啟動子區(qū)含有多個與生長發(fā)育相關(guān)的順式作用元件,如赤霉素響應(yīng)元件P-box、生長素響應(yīng)元件TGA-element以及參與胚乳表達(dá)的順式作用元件GCN4_motif等。

表2 TaMAPK1基因啟動子的順式作用元件Table 2 Cis-acting elements in promoter regions of TaMAPK1 gene

2.3 擬南芥mapk1突變體的鑒定及轉(zhuǎn)TaMAPK1基因擬南芥的創(chuàng)制結(jié)果

突變體mapk1的T-DNA插入位點在AtMAPK1基因第一個外顯子處(圖4A)。用三引物法(Atmapk1-1-LP/RP/LBa1)進(jìn)行鑒定,結(jié)果在野生型Col-0中可以擴(kuò)增出符合預(yù)期大小的1 071 bp片段,而在突變體mapk1中僅擴(kuò)增到大小為750 bp左右的片段(圖4B),表明mapk1為純合突變體。進(jìn)一步用錨定在AtMAPK1基因5′ UTR區(qū)和CDS區(qū)的一對特異引物(mapk1-F/R)對野生型Col-0和突變體mapk1的AtMAPK1基因mRNA進(jìn)行半定量檢測,結(jié)果顯示,在野生型擬南芥Col-0中可以檢測到AtMAPK1基因mRNA,而在突變體mapk1中未檢測到(圖4C),表明擬南芥mapk1突變體中AtMAPK1基因功能缺失。

A: mapk1突變體T-DNA插入位點示意圖。B: mapk1突變體的DNA水平鑒定,M: DL2000。C: mapk1突變體的RNA水平鑒定。M:250 bp DNA ladder marker; Col-0: 擬南芥野生型; mapk1: 擬南芥突變體。A: Schematic diagram of the insertion site of T-DNA for mapk1 mutant. B: Identification of mapk1 mutant at DNA level; M: DL2000. C: Identification of mapk1 mutant at RNA level, M: 250 bp DNA ladder marker; Col-0: Wild type of Arabidopsis; mapk1: Mutant of Arabidopsis.圖4 擬南芥mapk1突變體的鑒定Fig.4 Identification of Arabidopsis mutant mapk1

將過表達(dá)載體p35S::TaMAPK1轉(zhuǎn)化野生型擬南芥Col-0和突變體mapk1,分別獲得5個轉(zhuǎn)基因純合株系。對這些轉(zhuǎn)基因擬南芥中TaMAPK1基因的表達(dá)水平進(jìn)行測定,結(jié)果(表3)顯示,過表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系TaMAPK1-OE9和回補(bǔ)轉(zhuǎn)基因株系TaMAPK1-com6、TaMAPK1-com7中TaMAPK1基因的表達(dá)水平顯著高于野生型Col-0;TaMAPK1-OE2和TaMAPK1-OE19中TaMAPK1基因的表達(dá)水平高于Col-0,但差異不顯著。

2.4 TaMAPK1轉(zhuǎn)基因擬南芥的表型和產(chǎn)量

對擬南芥野生型(Col-0)、突變體(mapk1)、過表達(dá)株系(TaMAPK1-OE)和回補(bǔ)株系(TaMAPK1-com)進(jìn)行全生育期表型觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn),mapk1的抽薹時間比Col-0提前2.8 d;除TaMAPK1-OE2株系外,其他轉(zhuǎn)基因株系的抽薹時間與Col-0無顯著差異(表4),表明AtMAPK1基因負(fù)調(diào)控擬南芥抽薹開花時間。此外,mapk1的蓮座葉數(shù)目顯著低于Col-0,而TaMAPK1-com和TaMAPK1-OE的蓮座葉數(shù)目與Col-0均無顯著差異(表4),推測這與各株系由營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)換時間有關(guān),mapk1抽薹時間提前導(dǎo)致營養(yǎng)生長時間縮短,使其蓮座葉數(shù)目顯著減少。對不同株系的株高進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)mapk1的株高顯著高于Col-0,TaMAPK1-OE的株高均顯著低于Col-0,而TaMAPK1-com的株高與Col-0之間均無顯著差異(表4),這表明AtMAPK1和TaMAPK1基因功能相同,均負(fù)調(diào)控擬南芥株高。

表4 TaMAPK1轉(zhuǎn)基因擬南芥表型調(diào)查Table 4 Phenotypic variations of TaMAPK1 transgenic Arabidopsis

進(jìn)一步對不同株系的籽粒產(chǎn)量相關(guān)性狀(總分枝數(shù)、主莖角果數(shù)、單株生物量、種子大小和單株種子重量)進(jìn)行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)mapk1的總分枝數(shù)顯著高于Col-0,除過表達(dá)株系TaMAPK1-OE9外,其他轉(zhuǎn)基因株系的總分枝數(shù)與Col-0均無顯著差異。此外,mapk1的主莖果莢數(shù)、種子大小、單株種子重量和單株生物量均顯著高于Col-0;除TaMAPK1-com和TaMAPK1-OE的主莖角果數(shù)與Col-0無顯著差異外,其余性狀均顯著低于Col-0(表4)。這說明擬南芥AtMAPK1基因負(fù)調(diào)控單株生物量、單株種子重量和種子大小,小麥TaMAPK1基因能恢復(fù)mapk1突變體的上述性狀。

3 討論

3.1 MAPK1在小麥和擬南芥中的表達(dá)模式

本研究發(fā)現(xiàn),小麥TaMAPK1作為擬南芥AtMAPK1的直系同源基因,與擬南芥AtMAPK1、AtMAPK2、AtMAPK7、AtMAPK14均屬于MAPK家族C組成員。迄今為止,包括擬南芥在內(nèi)的所有植物中,MAPK家族C組成員的功能研究未見報道。因此,本研究對小麥MAPK1基因的功能研究,有助于了解MAPK家族C組成員的功能。TaMAPK1包含三個同源基因TaMAPK1-6A/6B/6D,三者在小麥不同生長發(fā)育階段和組織中均有表達(dá),且TaMAPK1-6A的表達(dá)量均為最高,推測該基因在三個等位基因中發(fā)揮的生物學(xué)功能貢獻(xiàn)最大。

3.2 MAPK1負(fù)調(diào)控擬南芥的抽薹時間和產(chǎn)量相關(guān)性狀

本研究發(fā)現(xiàn),小麥TaMAPK1和擬南芥AtMAPK1基因均負(fù)調(diào)控擬南芥的抽薹時間,影響其從營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)換。而這種轉(zhuǎn)換受成花轉(zhuǎn)換蛋白FCA(Flowering Locus CA)磷酸化狀態(tài)的影響[10],由于TaMAPK1和AtMAPK1都是蛋白激酶,推測它們通過調(diào)控這些成花轉(zhuǎn)換相關(guān)蛋白的磷酸化狀態(tài)來調(diào)節(jié)開花時間。理想的株型有利于植物充分利用陽光。本研究發(fā)現(xiàn),TaMAPK1和AtMAPK1基因均負(fù)調(diào)控擬南芥株高、總分枝數(shù)和主莖果莢數(shù)。但TaMAPK1基因是否參與調(diào)控小麥株型需要進(jìn)一步研究。籽粒大小是作物產(chǎn)量的重要組成部分,在小麥中已報道的影響籽粒大小的基因有TaSDIR-4A[11]、TaCYP78A3/5[12-13]等。其中,TaSDIR-4A基因負(fù)調(diào)控籽粒大小,且響應(yīng)ABA和鹽脅迫處理,在平衡產(chǎn)量和脅迫響應(yīng)方面具有重要作用[11]。本研究發(fā)現(xiàn),TaMAPK1和AtMAPK1均負(fù)調(diào)控種子大小和單株種子重量。值得一提的是,TaMAPK1-OE株系(除TaMAPK1-OE9外)和Col-0中TaMAPK1基因的相對表達(dá)量無顯著差異,而回補(bǔ)株系TaMAPK1-com中TaMAPK1基因的相對表達(dá)量顯著高于TaMAPK1-OE2,原因可能是擬南芥內(nèi)源基因AtMAPK1抑制轉(zhuǎn)基因表達(dá)所致。

總之,小麥TaMAPK1和擬南芥AtMAPK1基因均負(fù)調(diào)控擬南芥的抽薹時間、株高、總分枝數(shù)、主莖果莢數(shù)、種子大小、單株種子重量和單株生物量。說明MAPK1在不同植物中功能較為保守,這為進(jìn)一步揭示該基因在小麥生長發(fā)育中的生物學(xué)功能提供重要參考。