水稻谷氨酰胺合成酶基因表達(dá)特性及其與啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)關(guān)系分析.pdf

1、谷氨酰胺合成酶(GS)活性大小或基因表達(dá)量與植物蛋白質(zhì)含量高低有密切關(guān)系。啟動(dòng)子作為基因轉(zhuǎn)錄水平上的重要調(diào)控元件，控制著基因表達(dá)的時(shí)間和空間特性。本研究選用籽粒蛋白含量有顯著差異的秈稻品種及粳稻品種進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，分析灌漿不同時(shí)期籽粒蛋白質(zhì)含量、GS活性和基因表達(dá)量及GS同工型基因啟動(dòng)子序列和結(jié)構(gòu)變化及其與轉(zhuǎn)錄表達(dá)量間的關(guān)系，旨在深入了解GS基因啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其與轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控關(guān)系，進(jìn)而為解析基因轉(zhuǎn)錄水平的分子調(diào)控機(jī)理提供理論依據(jù)。

2、研究結(jié)果表明:
　　蛋白質(zhì)含量差異顯著的品種間雜交后代通過定向選擇可以獲得超親變異的后代。蛋白質(zhì)含量高的基因型在灌漿各時(shí)期積累的蛋白質(zhì)量始終高于蛋白質(zhì)含量低的基因型，基因型控制籽粒蛋白質(zhì)積累量的高低。
　　灌漿不同時(shí)期秈稻品種在籽粒和功能葉片中谷氨酰胺合成酶活性均較超親變異系子代及親本高，并且籽粒蛋白質(zhì)含量超親子代及親本均比蛋白質(zhì)含量低的子代和親本谷氨酰胺合成酶活性高。
　　GS同工型基因的表達(dá)存在著組織特異性，GS1

3、;1基因和GS1;2基因在籽粒和葉片中都表達(dá);GS1;3基因只在籽粒中、GS2基因只在葉片中大量表達(dá)。灌漿不同時(shí)期高蛋白質(zhì)含量品種的表達(dá)量高于低蛋白質(zhì)含量品種，OsGS同工型基因表達(dá)量與酶活性和籽粒蛋白質(zhì)含量高低有密切關(guān)系。
　　籽粒和葉片中GS酶活性與蛋白質(zhì)含量在灌漿不同時(shí)期都呈正相關(guān)，籽粒GS1;1基因表達(dá)量與蛋白質(zhì)含量間在灌漿前期和中期都呈正相關(guān)，在灌漿不同時(shí)期葉片GS1;1和GS2及籽粒GS1;3基因的表達(dá)量與蛋白質(zhì)含量間

4、都呈正相關(guān)，灌漿中期的葉片GS1;2基因表達(dá)量對籽粒蛋白質(zhì)積累影響很大。
　　籽粒蛋白質(zhì)含量有顯著差異的品種間GS同工型基因啟動(dòng)子序列的同源性高達(dá)99％以上;品種間有性雜交子代GS同工型基因的啟動(dòng)子序列可發(fā)生堿基的變化，但沒有導(dǎo)致啟動(dòng)子核心元件發(fā)生變化。在調(diào)控元件數(shù)量和功能上GS同工型基因的啟動(dòng)子保守性很強(qiáng)，啟動(dòng)子在結(jié)構(gòu)和功能上不易發(fā)生遺傳變異，籽粒GS同工型基因表達(dá)量的變化受GS基因啟動(dòng)子的調(diào)控影響很小。
　　GS同工型基