OsRhoGDI2過表達水稻雌雄蕊形成期幼穗的轉(zhuǎn)錄組分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、水稻OsRhoGDI2基因是從雌雄蕊形成期幼穗組織中分離的一種與水稻Rho蛋白OsRacD相互作用蛋白的編碼基因。本實驗室前期的轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灠l(fā)現(xiàn)OsRhoGDI2的過表達對水稻穗長、穗粒數(shù)、結(jié)實率等產(chǎn)量性狀有顯著的影響;OsRhoGDI2基因的表達分析提示,該基因可能與水稻幼穗發(fā)育有關(guān)。本研究在此基礎(chǔ)上,對T4及T5代OsRhoGDI2過表達轉(zhuǎn)基因水稻進行篩選和鑒定,通過轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)比較野生型水稻和OsRhoGDI2過表達轉(zhuǎn)基因水稻雌雄

2、蕊形成期幼穗的差異表達基因,并通過后續(xù)的生物信息學(xué)分析,獲取造成OsRhoGDI2過表達轉(zhuǎn)基因水稻表型變化的分子基礎(chǔ)和相關(guān)過程,為深入研究控制水稻穗長、穗粒數(shù)、結(jié)實率的分子機制,闡明該基因在水稻穗發(fā)育中的功能奠定基礎(chǔ)。
  采用PCR技術(shù)和qRT-PCR技術(shù)篩選、鑒定T4及T5代OsRhoGDI2過表達轉(zhuǎn)基因水稻,并對其產(chǎn)量相關(guān)性狀進行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明,T4及T5代OsRhoGDI2過表達轉(zhuǎn)基因水稻96%以上植株為陽性植株,且在

3、轉(zhuǎn)基因水稻中,OsRhoGDI2基因的表達水平是對照組的2到5倍。對T4代轉(zhuǎn)基因水稻農(nóng)藝學(xué)統(tǒng)計分析顯示,其穗長比野生型平均變短約1cm,穗粒數(shù)平均多15粒。
  選取T4代OsRhoGDI2基因過表達水稻和野生型水稻植株各3棵,取雌雄蕊形成期幼穗,進行轉(zhuǎn)錄組測序分析和比較。結(jié)果顯示,OsRhoGDI2基因過表達轉(zhuǎn)基因水稻與對照水稻幼穗組織中表達差異基因有584個,其中上調(diào)的差異基因有283個,下調(diào)的差異基因有301個;經(jīng)過KEGG

4、基因功能聚類分析發(fā)現(xiàn),差異基因主要和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工、淀粉和蔗糖代謝和碳代謝三個過程相關(guān)。對在轉(zhuǎn)基因水稻中上調(diào)差異基因的KEGG聚類分析發(fā)現(xiàn),差異基因數(shù)最多的通路為核糖體、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和碳代謝通路,提示OsRhoGDI2基因過表達水稻表型上的變化可能與蛋白質(zhì)的合成、糖代謝以及植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等途徑有密切關(guān)系。采用qRT-PCR技術(shù),對轉(zhuǎn)錄組測序篩選出的植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和碳代謝途徑中的差異基因進行驗證,結(jié)果顯示與轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果符合的基因

5、高達85.7%,表明轉(zhuǎn)錄組測序的結(jié)果可信度較高。
  取鑒定后的OsRhoGDI2基因過表達轉(zhuǎn)基因水稻T5代雌雄蕊形成期幼穗,測定IAA、ABA、CTK和JA4種植物激素的含量。結(jié)果顯示,與其相應(yīng)的4個觀測指標IAA,ABA,ZR和MeJA在轉(zhuǎn)基因水稻中的含量均顯著性低于野生型水稻,提示IAA、ABA、CTK和JA含量的變化可能與水稻穗部表型的變化有關(guān)。
  本研究對T4及T5代OsRhoGDI2過表達轉(zhuǎn)基因水稻進行了篩選和

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