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生物钟在植物的生长发育过程中发挥重要的作用。我们从小麦中分离获得了拟南芥生物钟关键基因TOC1的同源基因，它在小麦中存在三条同源序列，三个同源基因的结构基本相似，均是由6个外显子和5个内含子组成。采用等位基因特异PCR的方法将这三个基因分别定位在小麦的6A、6B和6D染色体上，同时将它们分别命名为TaTOC1-A，TaTOC1-B和TaTOC1-D。这三个基因编码的蛋白都具有两个保守的功能域Pseudo-receiver和CCT。比较小麦及其祖先种四倍体小麦和粗山羊草的TOC1同源基因的序列发现在小麦进化过程中A和B基因组之间可能发生过重组。
实时定量RT-PCR结果显示，TaTOC1-A、TaTOC1-B和TaTOC1-D基因在被检测的小麦组织和器官中都有不同水平的表达，且三个基因各自的表达水平随器官种类和发育年龄的不同而有所差异。同时，在不同日照长度甚至持续光照下TaTDC1-A、TaTOC1-B和TaTOC1-D基因的表达均呈昼夜节律性变化，但在持续黑暗的条件下它们的表达水平都整体下调并且节律性变得不再明显，暗示光周期在这三个基因的表达方面起重要作用。进一步分析发现，TaTOC1-A、TaTOC1-B和TaTOC1-D基因的上游调控序列中都含有维持节律性必需的EE、MYB转录因子的结合位点MBS及光响应的调控元件G-box等。缺体-四体小麦N6BT6A中TaTOC1-D的表达相对于正常小麦显著上调，暗示TaTOC1-A、TaTOC1-B和TaTOC1-D基因在染色体水平上受到的调控可能存在差异。比较有意思的是，我们发现TaTOC1-D可能是TaMIR408的靶基因，并且TaMIR408基因的表达在长日照甚至是持续光照的条件下都表现出节律性。