水稻稃片白化突變體Ds插入位點(diǎn)與標(biāo)記基因.pdf

1、水稻功能基因組學(xué)是當(dāng)前水稻分子生物學(xué)研究的熱點(diǎn)。Ac/Ds轉(zhuǎn)座元件被廣泛應(yīng)用于功能基因組學(xué)中突變體庫的構(gòu)建，在功能基因組學(xué)研究中具有重要作用。本研究以含Ds元件的水稻稃片白化突變體為材料，采用TAIL-PCR技術(shù)分離Ds側(cè)翼序列，確定稃片白化突變體基因組上Ds的染色體定位和基因位點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，基于cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)（RACE）擴(kuò)增Ds標(biāo)記基因cDNA的3′端序列，進(jìn)一步分析Ds的插入對(duì)標(biāo)記基因結(jié)構(gòu)和表達(dá)的影響。結(jié)果包含以下幾個(gè)方

2、面：
　　1．稃片白化突變體初步的形態(tài)和生理學(xué)鑒定。稃片白化突變體水稻植株抽穗后，內(nèi)外稃片和小梗顏色均為白色，而其他具有綠色組織的部位顏色表現(xiàn)正常，與野生型水稻一致。SPSS軟件分析獲得的株高、旗葉長(zhǎng)、旗葉寬、穗長(zhǎng)等性狀的數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，突變體水稻植株高度明顯低于野生型水稻，突變體植株旗葉明顯長(zhǎng)于野生型水稻。
　　2．TAIL-PCR技術(shù)擴(kuò)增稃片白化突變體基因組上Ds插入位置旁側(cè)序列，生物信息學(xué)初步分析表明，稃片白化突變體在

3、第1、2、3號(hào)染色體上均有Ds插入。
　　Ds插入在1號(hào)染色體（gene:OSJNOa234E14.3，protein ID:BAD69439.1）上，該基因有6個(gè)外顯子和5個(gè)內(nèi)含子，Ds插入在第6外顯子上，基因編碼258個(gè)氨基酸，推測(cè)的編碼產(chǎn)物為CBS結(jié)構(gòu)域蛋白，具有一個(gè)保守的兩串聯(lián)重復(fù)CBS結(jié)構(gòu)域。
　　Ds插入在2號(hào)染色體（gene: OJ1058_F07.11，protein ID: BAD19323.1）上，該基因

4、有2個(gè)外顯子和1個(gè)內(nèi)含子，Ds插入在3′端非編碼區(qū)上，基因編碼237個(gè)氨基酸，推測(cè)的編碼產(chǎn)物為未知蛋白。
　　Ds插入在3號(hào)染色體（gene:OSJNBa0054H04.28，protein ID:AAR89005.1）上，該基因有4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子，Ds插入位置在第4外顯子，Ds在該插入位點(diǎn)有切離并留下8 bp的“CATCATGA”足跡序列，該基因編碼549個(gè)氨基酸，推測(cè)的編碼產(chǎn)物為氧化還原酶，具有保守的DIOX_N結(jié)構(gòu)域和

5、2OG-Fe（II）氧化還原酶結(jié)構(gòu)域。SWISS-MODEL蛋白同源軟件預(yù)測(cè)，該蛋白與玉米無色花色素雙加氧酶具有相似的蛋白空間結(jié)構(gòu)。
　　3. RACE技術(shù)驗(yàn)證Ds的插入對(duì)基因結(jié)構(gòu)和表達(dá)的影響。結(jié)合生物信息學(xué)分析的結(jié)果表明，與野生型水稻相比，突變體水稻中編碼類 CBS結(jié)構(gòu)域蛋白的基因和編碼假擬氧化還原酶的基因都有新的表達(dá)產(chǎn)物出現(xiàn)，基因的結(jié)構(gòu)都發(fā)生改變。
　　Ds插入引起編碼類CBS結(jié)構(gòu)域蛋白的基因第3個(gè)外顯子由81 bp增加

6、至108 bp，最后的3個(gè)外顯子消失，此外，原第3個(gè)內(nèi)含子中27 bp的序列外顯子化加入至原第3外顯子，緊鄰的長(zhǎng)117 bp的序列轉(zhuǎn)為3'-UTR序列。SWISS MODEL軟件對(duì)蛋白質(zhì)同源分析預(yù)測(cè)表明，基因結(jié)構(gòu)改變后編碼的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與一個(gè)假擬信號(hào)傳導(dǎo)蛋白空間結(jié)構(gòu)相似。
　　編碼假擬氧化還原酶的基因末位外顯子由570 bp縮短為312 bp，縮短后的外顯子中還包括部分的Ds序列，而Ds標(biāo)記基因的3'-UTR序列均為Ds序列。蛋