水稻缺鐵脅迫下滲透酶基因的克隆、亞細胞定位及膜泡運輸相關(guān)基因的分析.pdf

1、鐵在生物體內(nèi)具有重要的生理功能。但世界范圍內(nèi)約30％的可利用土地為堿性土壤，導致植物缺鐵失綠。植物缺鐵不僅嚴重影響了植物的正常生長發(fā)育，導致作物減產(chǎn)，還是造成人類缺鐵的一個重要原因。 水稻(OryzasativaL.)是人類最重要的糧食作物之一，為全球1/2以上人口提供了主要食物。水稻缺鐵的研究對于提高糧食產(chǎn)量，解決人類缺鐵有著重要的意義。水稻基因組計劃完成后，以功能基因組學方法研究水稻缺鐵相關(guān)基因的表達調(diào)控成為一種有效的方法。

2、在對缺鐵水稻根進行10531個cDNA克隆的微點陣分析后，發(fā)現(xiàn)與膜泡相關(guān)的基因群相對轉(zhuǎn)錄表達率最高。利用超薄切片技術(shù)，在透射電鏡下觀察缺鐵脅迫下水稻根尖細胞的結(jié)構(gòu)變化，發(fā)現(xiàn)缺鐵培養(yǎng)的水稻根尖細胞中膜泡的個數(shù)較多且明顯，表明缺鐵可能誘導了膜泡相關(guān)基因的高效表達。 對經(jīng)FeCl3和缺鐵處理的植物凝膠培養(yǎng)基中培養(yǎng)的水稻根進行微點陣分析后，獲得309個差異cDNA。通過NCBI的BLAST對其進行了初步的功能分析。 對轉(zhuǎn)運體、膜

3、泡運輸相關(guān)的基因(IRT、Nramp、YSL、滲透酶基因)和Ferritin進行的Real-TimePCR分析證明缺鐵誘導的IRT、Nramp、YSL、滲透酶基因等轉(zhuǎn)錄本在缺鐵時增多。Ferritin轉(zhuǎn)錄本在EDTA-Fe和FeCl3培養(yǎng)時增多。 通過RT-PCR的方法從缺鐵培養(yǎng)5天水稻根中擴增得到滲透酶基因的全長cDNA，1973bp。分別構(gòu)建了植物正義、反義表達載體pCAMBIA1302-permease(S/A)-GFP，

4、使?jié)B透酶基因與GFP基因構(gòu)成融合基因，測序結(jié)果證明其序列正確。將pCAMBIA1302-permease(S/A)-GFP轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌EHA105，通過農(nóng)桿菌侵染洋蔥表皮和基因槍轟擊洋蔥表皮的方法對滲透酶進行了亞細胞定位，結(jié)果表明滲透酶定位在質(zhì)膜上。利用蛋白質(zhì)分析軟件(ConPredⅡsoftwear)和NCBI比對，對滲透酶進行了功能、疏水性和跨膜域分析，進一步證明它是一個具有12個跨膜域的質(zhì)膜蛋白?？赡軈⑴c黃嘌呤(xanthine)、