水稻GPI錨定蛋白基因OsGAP1的生物學(xué)功能研究.pdf

1、糖基磷脂酰肌醇(glycosyl-phosphatidyl inositol,GPI)錨定蛋白是一大類基于細(xì)胞膜定位方式而劃分的蛋白質(zhì)，與多種生長及發(fā)育機(jī)制相關(guān)。植物中的GPI錨定蛋白主要參與細(xì)胞壁合成、細(xì)胞擴(kuò)張、維持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)、細(xì)胞表面連接等生理過程。水稻(Oryza sativa L.)是植物功能基因組學(xué)研究的單子葉模式植物，同時也是極為重要的糧食作物，對于水稻生長發(fā)育及育性相關(guān)基因的研究，具有重要的理論價值和實際意義。本論文以一個

2、水稻中編碼GPI錨定蛋白的基因OsGAP1為研究對象，通過RNA干涉，基因過表達(dá)等技術(shù)，對OsGAP1基因的生物學(xué)功能開展研究，取得如下結(jié)果：
　　 (1)通過生物信息學(xué)檢索及序列分析，發(fā)現(xiàn)OsGAP1基因在水稻、擬南芥基因組中具有序列相似性的同源基因，預(yù)測OsGAP1蛋白質(zhì)分子含有GPI錨定蛋白的典型結(jié)構(gòu)特征，在GFP∷OsGAP1轉(zhuǎn)基因擬南芥根細(xì)胞的熒光檢測結(jié)果，顯示OsGAP1基因產(chǎn)物定位于細(xì)胞膜，并分布于周質(zhì)空間。

3、>　　 (2)通過定量PCR檢測OsGAP1基因的時空表達(dá)模式，結(jié)果顯示OsGAP1基因在愈傷細(xì)胞、幼嫩組織中具有較高的表達(dá)量，在成熟組織中維持低水平表達(dá)，證實該基因主要在進(jìn)行活躍細(xì)胞分裂并快速生長的組織中表達(dá)。(3)在Act1∷OsGAP1過表達(dá)載體轉(zhuǎn)基因水稻中，發(fā)現(xiàn)過量表達(dá)OsGAP1基因可促進(jìn)水稻培養(yǎng)細(xì)胞的生長，對水稻植株的生長發(fā)育也具有促進(jìn)作用，Act1∷OsGAP1轉(zhuǎn)基因水稻的平均株高、根長均高于同期萌發(fā)的空載體轉(zhuǎn)基因?qū)φ账?/p>

4、稻。并且過表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻的對水分的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)能力得到加強(qiáng)，在同樣條件下泌水能力高于轉(zhuǎn)基因?qū)φ账?。顯示該基因?qū)λ緺I養(yǎng)生長具有促進(jìn)作用。
　　 (4)對Act1∷OsGAP1過表達(dá)載體轉(zhuǎn)基因水稻的花及花粉發(fā)育進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)OsGAP1過表達(dá)引起水稻花形態(tài)異常，并影響花粉發(fā)育。顯示該基因的過量表達(dá)可影響水稻生殖發(fā)育過程。
　　 (5)在Act1∷OsGAP1-RNAi載體轉(zhuǎn)基因水稻中，發(fā)現(xiàn)構(gòu)建OsGAP1基因沉默可抑制水稻

5、植株的生長發(fā)育過程，RNA沉默轉(zhuǎn)基因水稻的平均株高、根長均低于同期萌發(fā)的空載體轉(zhuǎn)基因?qū)φ账?。泌水量的測量結(jié)果顯示RNA沉默水稻對水分的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)能力減弱。表明該基因表達(dá)量下降可抑制水稻植株的生長發(fā)育。
　　 (6)組織形態(tài)學(xué)檢測的結(jié)果顯示RNA沉默水稻的維管束狹窄、木質(zhì)部發(fā)育不充分，與對照組水稻比較，RNA沉默水稻的木質(zhì)部導(dǎo)管直徑、維管束寬度的數(shù)值降低，并且其厚壁組織的發(fā)育不充分，提示該基因的功能與維管束及木質(zhì)化組織的發(fā)育相關(guān)