增強Terminal Ear1-Like基因的表達提高水稻產(chǎn)量.pdf

1、水稻是世界上最重要的糧食作物之一，水稻產(chǎn)量關系到亞洲乃至世界的糧食安全。水稻產(chǎn)量是一個復雜的數(shù)量性狀，受到株高、千粒重、分蘗數(shù)等諸多因素的影響。我們發(fā)現(xiàn)一個生長勢強、植株高、葉片大、千粒重顯著增加的T-DNA突變體（命名為HSA-20）。本文克隆了導致突變體HSA-20表型變化的基因，并研究了該基因提高水稻產(chǎn)量方面的功能。
　　對HSA-20表型分離群體的研究表明，外源T-DNA與突變體的表型變化共分離。用TAIL-PCR確定了H

2、SA-20中T-DNA插入在第一號染色體的長臂上的OsTEL基因和OsGAP基因（一個編碼包含RabGAP/TBC結構域蛋白的基因）之間的間隔區(qū)。T-DNA的插入沒有直接破壞任何已知或者推測的基因。RT-PCR結果表明突變體中Os TEL的表達量顯著提高，而OsGAP的表達量沒有變化。因此，我們推測是T-DNA中的CaMV的35S啟動子中的增強了顯著增強了相鄰的OsTEL的表達，從而導致了HSA-20的表型變化。
　　構建了能夠在

3、轉基因水稻中增強OsTEL基因表達的T-DNA載體，利用農(nóng)桿菌轉化法獲得了257個過量表達Os TEL基因的獨立轉化體(eOsTEL)。這些轉基因株系中絕大多數(shù)都表現(xiàn)出類似HSA-20的表型。qRT-PCR分析轉基因植株小穗中OsTEL的轉錄水平，發(fā)現(xiàn)有表型變化轉基因植株小穗中OsTEL的表達量上調(diào)了70倍以上;反之，則沒有顯著變化。這個結果表明過量表達OsTEL是導致突變體HSA-20的高產(chǎn)表型的充要條件。
　　為了研究增強Os

4、TEL表達的轉基因基因水稻的增產(chǎn)潛力，對轉基因品系eOsTEL-3分別在浙江湖州和海南三亞兩地進行了田間測產(chǎn)試驗。結果eOsTEL-3比野生型對照分別增產(chǎn)了18.5％和12.3％。這表明OsTEL基因在提高水稻增產(chǎn)上可能有較大的應用價值。
　　檢測了一些優(yōu)良水稻品種中OsTEL基因的表達情況，結果表明這些品系和XS-134中的OsTEL的表達量相當，這說明OsTEL基因有可能用來進一步提高這些優(yōu)良品種的產(chǎn)量。
　　RNA-s

5、eq分析表明，過量表達OsTEL基因導致約2000個基因的表達發(fā)生顯著改變，其中1748標注基因中的63.2％都富集在和RNA相關的兩條通路上，分別是mRNA監(jiān)測通路和RNA轉運通路。利用qRT-PCR分別檢測了轉基因水稻eOsTEL的莖尖和幼穗中一些已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的與產(chǎn)量相關基因的表達情況，結果表明這些基因的表達沒有顯著變化。
　　在水稻中過量表達了水稻自身以及其他物種中的OsTEL同源基因，結果發(fā)現(xiàn)過表達玉米中的TE1基因的水稻表現(xiàn)