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受体样蛋白激酶(Receptor-like kinase，RLK)是一类在植物中普遍存在的膜蛋白家族，在植物生长发育和胁迫应答方面具有重要的作用。在目前已知的46个RLK亚家族中，人们对禾本科特有的LRK10类家族的了解和研究较少。本课题旨在以四倍体小麦硬粒小麦品系Stewart为模式品种来开展小麦中LRK10类受体样蛋白激酶(命名为TdRIL)的研究工作。
首先，通过片段分析和测序的方法，发现在Stewart中至少有15个TdRLK成员。随后，对TdRLK家族成员的全长基因进行了分离，分别获得了7种基因组编码序列(分别命名为TdRLK1、2、3、4、5、6和7)和除TdRLK6外的其余6种TdRLK的cDNA全长序列。染色体定位结果表明，除了TdRLK7不能定位外，TdRLK1和2定位于1A染色体，TdRLK3-TdRLK6均定位在1B染色体上。
我们以TdRLK1为代表成员对四倍体小麦中LRK10类家族的功能进行研究。通过农杆菌介导的遗传转化方法得到两种类型的小麦转基因系，一种是由TdRLK1自身启动子驱动的TdRLK1基因组开放阅读框-GFP融合基因表达株系，另一种是自身启动子驱动的TdRLK1 cDNA的开放阅读框-GFP融合基因表达株系。利用这些转基因家系，我们在四倍体中对TdRLK1的研究中获得了以下几个新的结果。首先，叶片中TdRLK1的表达水平受不同发育期的调控，TdRLK1的表达量随着叶龄的增长而显著增加。其次，TdRLK1在离体叶片中的表达呈动态调控，TdRLK1在叶片离体初期强烈诱导，而在叶片开始进入衰老期后表达量下降。第三，TdRLK1转基因株系的离体叶片表现出较低的失水率和叶片气孔导度。第四，通过病毒诱导基因沉默(Virus-induced gene silencing，VIGS)技术，抑制TdRLK家族成员在Stewart中的表达水平，显著加快叶片的失水速率。总之，本研究结果表明TdRLK1参与了四倍体小麦叶片发育和生理状态的调控，从而影响离体叶片的失水率。
通过片段分析的方法，我们在193份野生二粒小麦自然群体中对TdRLK的基因片段变异进行扫描，发现该群体中TdRLK的基因片段数目分布在2-11之间。对这些材料条锈病抗性调查结果表明，其中有107份材料对条锈病具有抗性。将193份材料中的TdRLK基因片段与条锈病抗性进行关联分析，结果发现461、469、475、489和504这五个片段与条锈病的抗性显著相关，且四倍体小麦对条锈病的抗性与TdRLK拷贝数呈正相关。
综上所述，本研究结果增进了我们在分子水平上对TdRLK基因家族的理解，也为TdRLK1(或者TdRLK其他家族成员)在四倍体小麦中调控叶片发育和生理状态提供了证据。