CYP450蛋白ES2調(diào)控水稻葉片衰老及高溫脅迫響應(yīng)機(jī)制研究.pdf

1、水稻(Oryza sativa)是我國重要的糧食作物，提高水稻產(chǎn)量以及培育優(yōu)質(zhì)品種對經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定具有重要意義。葉片作為植物的六大器官之一，是植物進(jìn)行光合作用的主要源器官，因而，調(diào)控葉片適時(shí)衰老將極大影響營養(yǎng)物質(zhì)從葉片到種子的遷移過程。葉片衰老是在細(xì)胞、組織、器官等水平共同協(xié)調(diào)的復(fù)雜有序過程，對農(nóng)作物產(chǎn)量以及品質(zhì)影響極大。因此，研究葉片衰老的分子機(jī)制無疑對提高水稻產(chǎn)量具有重要理論和實(shí)踐意義。本研究以甲基磺酸乙酯(EMS)誘變水稻秈稻

2、品種蜀恢獲得的早衰材料es2為研究對象，通過圖位克隆的方法分離得到基因ES2，并對其進(jìn)行生理特征、生物信息學(xué)、基因功能研究。研究結(jié)果如下:
　　1.突變體es2在三周左右開始出現(xiàn)類病斑，病斑隨著生長周期逐漸擴(kuò)大，并伴隨整個(gè)生長周期;在營養(yǎng)生長后期，突變體表現(xiàn)出早于野生型衰老的現(xiàn)象;農(nóng)藝性狀考察發(fā)現(xiàn)，突變體穗長變小、一級分枝與二級分枝數(shù)目減少。葉綠素含量分析表明突變體中葉綠素含量顯著低于野生型，而且在突變體葉片中出現(xiàn)死亡細(xì)胞。

3、>　　2.通過圖位克隆發(fā)現(xiàn)，突變體中ES2基因第二個(gè)外顯子缺失堿基135 bp，導(dǎo)致45個(gè)氨基酸缺失，從而使蛋白功能發(fā)生變化。
　　3.生物信息學(xué)分析表明ES2編碼細(xì)胞色素P450家族蛋白，在其啟動子區(qū)可能含有與脅迫相關(guān)的作用元件，推測其可能與逆境脅迫相關(guān)。組織表達(dá)譜分析表明ES2在水稻各個(gè)組織均有表達(dá)，而在葉鞘中表達(dá)量較高。
　　4.抗氧化酶活性分析發(fā)現(xiàn)在es2突變體中SOD、POD、CAT、APX活性均有變化，且檢測到M

4、DA含量上調(diào)，DAB染色顯示在es2突變體葉片中有棕色斑點(diǎn)，這些均表明es2突變體中活性氧積累?；钚匝醯姆e累可能是造成es2突變體早衰的原因之一。
　　5.通過對野生型與es2突變體中的葉綠素降解基因和衰老相關(guān)基因的表達(dá)量檢測發(fā)現(xiàn)，PS1、SGR、Osh36和OsI85等基因的表達(dá)量在es2突變體中明顯上調(diào)，因此，推測基因ES2可能通過上述基因的表達(dá)調(diào)控水稻衰老。
　　6.通過高溫處理野生型與突變體es2，發(fā)現(xiàn)突變體早于野生