水稻OsL-LecRK7基因的功能研究.pdf

1、植物中的類受體激酶(receptor-like kinases，RLKs)是一種幾乎參與植物所有發(fā)育過(guò)程的蛋白，如雄性不育、花粉發(fā)育、自交不親和、抗病、抗逆等。而凝集素類受體激酶(lectin receptor-like kinases，lecRLKs)是類受體激酶家族中的一個(gè)亞家族，由N端的凝集素結(jié)構(gòu)域、C端的激酶結(jié)構(gòu)域以及跨膜區(qū)組成。通過(guò)N端收集來(lái)自胞外的各種信號(hào)，并將信號(hào)傳遞到胞內(nèi)C端的激酶結(jié)構(gòu)域，來(lái)行使各種各樣的功能。
　

2、　 基于本實(shí)驗(yàn)室前期的水稻花粉轉(zhuǎn)錄組工作，發(fā)現(xiàn)一個(gè)可能參與花粉發(fā)育的凝集素樣受體激酶(lectin-like receptor kinase)基因-OsL-LecRK7，通過(guò)對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)域分析發(fā)現(xiàn)，其包含一個(gè)豆科樣植物凝集素結(jié)構(gòu)域，屬于L-LecRLKs(Legume-like lectin receptor kinases)亞家族。為了揭示該基因在水稻花粉發(fā)育中的作用，本研究分別對(duì)野生型Dongjin和該基因的突變體型o

3、sl-lecrk7分別進(jìn)行了研究。半定量RT-PCR分析顯示，OsL-LecRK7是一個(gè)組成型表達(dá)的基因，但是在花粉發(fā)育階段，隨著花粉的發(fā)育，其表達(dá)量從單核期花粉到三核期花粉不斷積累。說(shuō)明OsL-LecRK7的表達(dá)受花粉發(fā)育的調(diào)控。通過(guò)構(gòu)建該基因融合GFP的過(guò)表達(dá)載體穩(wěn)定轉(zhuǎn)化水稻愈傷組織，發(fā)現(xiàn)該基因編碼的蛋白定位于細(xì)胞膜，與該基因所屬的受體激酶家族的蛋白結(jié)構(gòu)域特征相一致。
　　 在對(duì)osl-lecrk7突變體的研究中發(fā)現(xiàn)，該突變

4、體表現(xiàn)出結(jié)實(shí)率顯著降低的表型。并且由于T-DNA的插入，導(dǎo)致該基因沉默，在mRNA水平無(wú)表達(dá)。對(duì)osl-lecrk7突變體遺傳學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，osL-lecrk7突變體為孢子體遺傳，由隱性單基因控制，可能通過(guò)參與孢子體周圍組織的發(fā)育而影響花粉的發(fā)育。為了探究osl-lecrk7突變體在哪些方面影響花粉的發(fā)育，對(duì)osl-lecrk7突變體的花粉、花藥等進(jìn)行了一系列細(xì)胞學(xué)觀察?；ǚ跘lexander染色觀察顯示，該突變體花粉活性無(wú)異常但是花粉出

5、現(xiàn)明顯的粘連。與野生型正反交實(shí)驗(yàn)證明該突變體在雌雄配子體活性、柱頭與花粉的識(shí)別等方面均無(wú)異常。散粉后柱頭上花粉量以及花藥散粉情況等觀察、統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，散粉后的osl-lecrk7突變體柱頭上花粉量極少并且散粉后的花藥內(nèi)仍殘留大量的花粉。我們同時(shí)做了人工抖穗增加散粉的處理組，其柱頭上花粉量顯著增加，花藥的散粉也得到顯著改善，最終結(jié)實(shí)率也顯著提高。因此osl-lecrk7突變體可能是通過(guò)引起花粉粘連而影響花粉的正常散出，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)實(shí)率明顯降低。