WOX同源異型盒基因在水稻生長發(fā)育中的功能鑒定和分析.pdf

1、作為植物特有的轉(zhuǎn)錄因子，WOX(WUSCHEL-related homeobox)家族基因在雙子葉模式植物擬南芥生長發(fā)育中的功能已經(jīng)被研究得比較清楚，如它們參與早期胚胎的分化，干細(xì)胞的穩(wěn)定和維持，原形成層、葉片和子房的發(fā)育等。近年來，在番茄、云杉、高粱、玉米等其他植物中的WOX家族基因功能的研究也陸續(xù)有了報(bào)道，并且研究發(fā)現(xiàn)這些基因同樣參與了這些植物重要的生長發(fā)育過程。而作為世界上的最主要糧食作物同時(shí)又是單子葉的模式植物水稻，其WOX家族

2、基因的功能研究相對比較少。本研究初步分析了水稻基因組中WOX家族基因在種子萌發(fā)、胚根、根、葉片等八個(gè)營養(yǎng)器官以及幼穗、花器官和胚乳等八個(gè)繁殖器官中的芯片譜表達(dá)數(shù)據(jù)，并結(jié)合實(shí)時(shí)熒光定量PCR和轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)進(jìn)一步說明了WOX基因在水稻生長發(fā)育、激素應(yīng)答及環(huán)境脅迫下的功能，揭示了WOX基因參與水稻生長發(fā)育的一些分子機(jī)理。所取得的主要結(jié)果如下:
　　1.11個(gè)WOX基因在不同組織器官的芯片數(shù)據(jù)分析，表明了這些基因參與水稻生長發(fā)育的各個(gè)過程，

3、同時(shí)也表明它們在水稻的整個(gè)生長發(fā)育過程中具有明顯的組織器官特異性。
　　2.實(shí)時(shí)熒光定量PCR和原位雜交實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說明了OsWOX4、OsWOX5、OsWOX9A和OsWOX12B這四個(gè)基因參與了胚胎的發(fā)生和花器官的形成。
　　3.生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)水稻W(wǎng)OX基因的啟動子區(qū)段存在許多與生長素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、脫落酸等植物激素相關(guān)的順式作用元件;同時(shí)，實(shí)時(shí)熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明WOX基因在不同程度上受到激素和干旱、寒

4、冷和鹽脅迫等逆境處理的誘導(dǎo)表達(dá)。這些結(jié)果初步表明水稻中的WOX基因也可能參與對不同環(huán)境信號和植物激素的應(yīng)答。
　　4.OsWOX4的表達(dá)量受到抑制后，轉(zhuǎn)基因植株的株高明顯變矮、抽穗期劍葉片變的小而窄、幼穗和胚的發(fā)育均發(fā)生異常，這些結(jié)果和前面的表達(dá)分析數(shù)據(jù)一起表明該基因參與水稻生長發(fā)育的多個(gè)方面。
　　5.通過酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)，我們篩選到了17個(gè)與WOX12A互作的蛋白，并分析了這些轉(zhuǎn)錄因子基因在水稻根部的表達(dá)模式。為深入研究O