水稻耐鹽基因SST的表達與功能分析.pdf

1、課題組前期在秈稻R401輻射誘變?nèi)后w中篩選到一個苗期耐鹽突變體sst，耐鹽性受隱性單基因控制，通過基因定位和測序分析將OsSPL10作為候選基因，目前獲得遺傳互補載體轉(zhuǎn)化陽性植株和OsSPL10基因啟動子驅(qū)動的GUS表達載體。在此基礎上，本研究對遺傳互補載體轉(zhuǎn)化陽性植株進行表型鑒定，利用qRT-PCR技術和GUS表達實驗研究該基因的時空表達模式，并利用qRT-PCR技術研究該基因在苗期鹽脅迫下的表達模式。同時在芽期與苗期，對鹽脅迫下野生

2、型與突變體的幾個生理指標進行比較分析，以探究sst耐鹽的生理途徑。主要結果如下：
　?。?）遺傳互補實驗：將T0代種子（T1代）催芽后，待植株長到一葉一心期移栽入大盆進行液體培養(yǎng)，以野生型R401及突變體sst為對照。移栽10天后用100 mmol/L NaCl溶液進行五個星期脅迫。此時野生型死亡，突變體存活，而互補轉(zhuǎn)基因T1代苗中大部分恢復成野生型性狀，即，不耐鹽死忙。結果表明，OsSPL10就是SST基因。
　?。?）q

3、RT-PCR技術分析SST的時空表達：以野生型R401和突變體sst為材料，分別取苗期的地上部分與地下部，生殖生長期的劍葉、劍葉鞘、倒二葉、倒二葉鞘、莖、大于10 cm和小于5 cm的小穗提取RNA進行定量RT-PCR分析。結果表明，野生型中，SST在小于5 cm的小穗中表達量最高，其次是苗期的地上部與根部，但突變體內(nèi)目的基因在這幾個部位表達量下調(diào)。結果暗示，SST不僅與水稻耐鹽性有關，與苗期生長發(fā)育、花器官早期發(fā)育也有一定關系。

4、>　?。?）GUS染色分析SST的時空表達：利用農(nóng)桿菌介導法將SST基因啟動子驅(qū)動的GUS表達載體轉(zhuǎn)化日本晴，獲得2棵陽性苗。在芽期、苗期、孕穗期與抽穗后期分別取不同組織部位進行GUS染色。結果表明，SST在芽期、苗期和抽穗前后的根、葉、葉鞘、葉枕、小穗、穗柄、表皮毛、內(nèi)外稃以及花器官等均有表達，而且表達的具體部位具有明顯的不均勻性和特異性。進一步暗示，SST是多效基因，可能參與了水稻的營養(yǎng)生長與生殖發(fā)育的調(diào)節(jié)。
　?。?）鹽脅迫

5、對苗期SST表達的影響：以野生型R401和突變體sst為材料，苗期進行150 mmol/L NaCl處理，分別取脅迫0 h、0.5 h、1 h、2 h、4 h、12 h、24 h和48 h后地上部與地下部材料提取RNA進行qRT-PCR分析。結果表明，鹽脅迫最終會誘導野生型SST的表達；突變體內(nèi)sst表達量整體下調(diào)，且不被鹽脅迫誘導表達。
　?。?）芽期生理實驗：以野生型R401和突變體sst為材料，對照組為清水處理，脅迫組為鹽水

6、處理。第4天統(tǒng)計發(fā)芽勢，第7天統(tǒng)計發(fā)芽率及生長狀況（芽長，根長，根數(shù)目，生物鮮重）。結果表明，鹽脅迫對野生型與突變體的各項指標均有抑制性，其中發(fā)芽率、生物鮮重、芽長在兩者間受到的抑制程度一樣，而發(fā)芽勢、根長、根數(shù)目在突變體中受到的抑制更嚴重。可見本苗期耐鹽突變體在芽期沒有耐鹽優(yōu)勢，屬于耐鹽性在芽期與苗期不一致類型。
　?。?）苗期生理實驗。以野生型R401和突變體sst為材料，對照組為營養(yǎng)液培養(yǎng)，處理組用加鹽營養(yǎng)液培養(yǎng)。在脅迫不同

7、時間點測定野生型和突變體的鮮重、干重、鮮重含水量、葉綠素含量、類胡蘿卜素含量、MDA含量、PRO含量以及細胞膜透性等生理指標。結果表明，鹽脅迫均會抑制兩者的鮮重、干重、鮮重含水量、類胡蘿卜素含量以及葉綠素含量，且對野生型的前四項指標抑制更嚴重，但葉綠素含量抑制程度在兩者間無差異。鹽脅迫也增加了兩者的MDA含量、PRO含量以及細胞膜透性，且使野生型增加的幅度更大。結果暗示，突變體sst耐鹽性可能與涉及葉綠素含量的分子、代謝或生理途徑無關，