秈稻特異表達(dá)蛋白(ISP)的分離及其功能分析.pdf

1、水稻(Oryza sativa L.)作為世界上最重要的糧食作物，是全球大約一半人口的主食。目前我國(guó)水稻主栽品種可以分為秈稻及粳稻兩個(gè)亞種。秈粳亞種間雜種F1代蘊(yùn)藏著巨大的雜種優(yōu)勢(shì)。秈粳雜交選育高產(chǎn)水稻新品種以及強(qiáng)配合力的雜交稻親本是實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)育種的一個(gè)重要途徑。因此，本研究利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究秈稻和粳稻之間蛋白的差異表達(dá)，進(jìn)而探索水稻秈粳分化的分子機(jī)理。這不僅有助于闡明水稻的起源進(jìn)化，而且可以為水稻秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)的利用提供理論

2、參考和借鑒，具有重要的實(shí)踐意義。本研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）本研究采用二維電泳及質(zhì)譜技術(shù)分析20個(gè)常規(guī)水稻品種（10個(gè)秈稻品種、10個(gè)粳稻品種）黃化苗的蛋白表達(dá)圖譜，發(fā)現(xiàn)一個(gè)在秈稻品種中特異表達(dá)的蛋白，因此將該蛋白命名為秈稻特異蛋白（Indica Specific Protein, ISP）。質(zhì)譜鑒定其是一個(gè)鹽誘導(dǎo)蛋白（salt-induced protein, salT）。序列分析表明，ISP基因由兩個(gè)外顯子和一個(gè)內(nèi)

3、含子組成。
　?。?）通過(guò)RACE技術(shù)獲得了ISP基因的全長(zhǎng)cDNA序列。經(jīng)比較，日本晴（粳稻）和93-11（秈稻）的ISP基因及其上下游序列中共存在75個(gè)單核苷酸多態(tài)性（SNPs）和15個(gè)插入/缺失（InDels）。這說(shuō)明該基因具有較快的進(jìn)化速率，可能與水稻的秈粳分化有關(guān)。生物信息學(xué)分析表明，ISP蛋白是一個(gè)未知功能的蛋白。我們?cè)谟衩?、高粱、小麥和菠蘿中比對(duì)到其同源序列，系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果表明，這些同源蛋白在進(jìn)化中形成了兩個(gè)進(jìn)化分

4、支。
　　（3）組織表達(dá)分析表明ISP基因的表達(dá)具有時(shí)空性，該基因在黃化苗中表達(dá)量比綠化苗中高，由此我們推測(cè)光照能夠抑制ISP基因的表達(dá)。此外，我們?cè)跓煵葜袑?duì)該蛋白進(jìn)行亞細(xì)胞定位分析，其定位在葉綠體上。我們推測(cè)ISP蛋白可能參與光調(diào)控途徑，但是其作用機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。
　　（4）本研究構(gòu)建了ISP基因的過(guò)表達(dá)和RNAi載體，轉(zhuǎn)化日本晴獲得轉(zhuǎn)基因水稻。通過(guò)表型觀察發(fā)現(xiàn) ISP基因的過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株的葉片在成熟期能夠一直保持