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DNA损伤修复基因在生物诱变中发挥重要作用。为研究TaXRCC4、TaKu70和TaKu80基因在小麦DNA双链断裂(DSBs)损伤修复和与小麦辐照敏感性的相关性作用,本实验以中国春为材料,克隆得到了真核生物DNA损伤修复基因TaXRCC4的eDNA序列及A、B和D基因组序列;TaKu70和TaKu80基因的A、B和D基因组序列。以中国春缺体-四体、圆锥小麦、野生一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草和粗山羊草为材料,对TaXRCC4、TaKu70和TaKu80进行了基因组定位及染色体定位。以京411和济麦22为实验材料,分析了不同剂量的伽马射线、中子和质子辐照后,TaXRCC4、TaKu70和TaKu80对电离辐射的不同应答响应模式,以及随小麦种子萌发时间推移的诱导表达模式。主要研究结果如下:
1、TaXRCC4基因eDNA序列的开放读码框长840bp,A、B、D基因组序列分别为2975bp、2557bp和2521bp,都含有4个外显子和3个内含子,定位于5号染色体上,与之亲缘关系最近的是水稻(相似性91%)。TaKu70基因A、B、D基因组序列分别为10089bp、10899bp和10712bp,都含有19个外显子和18个内含子,定位于5号染色体上,与之亲缘关系最近的是水稻(相似性87%)。TaKu80基因A、B、D基因组序列分别为5337bp、5936bp和5856bp,都含有12个外显子和11个内含子,定位于5号染色体上,与之亲缘关系最近的也是水稻(相似性78%)。
2、京411和济麦22受到伽马射线、中子和质子辐照后,TaXRCC4、TaKu70和TaKu80基因会表现出多种响应模式,聚类分析后可分为直线型、对数型、标准抛物线型和类标准抛物线型四种模式。在受到电离辐射后的京411和济麦22中,TaXRCC4和TaKu80基因在济麦22中的相对表达量都高于在京411中,TaKu70基因的相对表达量则表现出京411高于济麦22的响应模式。
3、随小麦种子萌发时间的推移,在受到辐照的济麦22中,TaXRCC4和TaKu80基因诱导表达量高于相同处理下京411中TaXRCC4和TaKu80基因诱导表达量。不同辐照处理京411后,TaXRCC4、TaKu70和TaKu80基因的诱导表达峰值出现在2-4h,而相同处理下济麦22中TaXRCC4、TaKu70和TaKu80基因的诱导表达峰值出现在8h以后。