水稻OsPUP基因家族的分析及OsPUP7功能鑒定.pdf

1、細(xì)胞分裂素對(duì)植物的生長(zhǎng)、發(fā)育、細(xì)胞的分裂和分化、頂端優(yōu)勢(shì)、衰老、種子萌發(fā)、逆境脅迫的響應(yīng)和氮代謝起著重要的作用。細(xì)胞分裂素主要在細(xì)胞分裂旺盛的組織產(chǎn)生，經(jīng)過運(yùn)輸在植物的各個(gè)組織起作用。已經(jīng)報(bào)道擬南芥存在AtENT和AtPUP這兩個(gè)運(yùn)輸細(xì)胞分裂素的基因家族。對(duì)AtPUP的研究主要集中在其轉(zhuǎn)運(yùn)速率和底物選擇性上，而對(duì)擬南芥生長(zhǎng)發(fā)育方面的影響卻未見報(bào)道。水稻是世界上重要的糧食作物之一。在水稻中只有OsENT基因家族被報(bào)道過可以轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞分裂素，

2、PUP型基因家族還未見相關(guān)的研究報(bào)道。
　　本文通過擬南芥中AtPUP基因家族氨基酸的序列比對(duì)，在水稻中篩選出一個(gè)具有12個(gè)成員的OsPUP基因家族。在對(duì)OsPUP家族12個(gè)成員進(jìn)行生物信息學(xué)分析的同時(shí)對(duì)其中一個(gè)命名為OsPUP7的成員的功能進(jìn)行了深入的研究。首先對(duì)OsPUP家族12個(gè)成員分析發(fā)現(xiàn)這些成員都有著較強(qiáng)的時(shí)空表達(dá)特異性。在水稻植株的不同組織和發(fā)育階段，表達(dá)量變化較大。并且成員都具有較為保守的跨膜序列，多數(shù)成員具有10個(gè)

3、跨膜結(jié)構(gòu)。
　　為了進(jìn)一步研究該家族對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響，從RMD獲得了成員OsPUP7的T-DNA插入突變體(03Z11BF84)，通過對(duì)突變體的共分離檢測(cè)和突變體中的新轉(zhuǎn)錄本的序列分析發(fā)現(xiàn)新的轉(zhuǎn)錄本在突變體中起著顯性負(fù)性作用。我們?cè)跈z測(cè)OsPUP家族、ARR家族、CKX家族和IPT家族在突變體和對(duì)照植株中的表達(dá)差異的同時(shí)，完成的逆境脅迫和激素處理后OsPUP7表達(dá)量檢測(cè)結(jié)果顯示該基因表達(dá)會(huì)受到逆境和激素的誘導(dǎo)。根據(jù)上述表達(dá)量檢

4、測(cè)結(jié)果，對(duì)突變體進(jìn)行了室內(nèi)非生物逆境脅迫、激素處理和田間的干旱脅迫，結(jié)果顯示OsPUP7基因在水稻的非生物逆境脅迫和激素響應(yīng)中起作用。通過對(duì)突變體和對(duì)照植株未成熟種子和葉片中的細(xì)胞分裂素含量的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)在突變體的未成熟種子中細(xì)胞分裂素含量較對(duì)照高，可能是OsPUP7突變體中新轉(zhuǎn)錄本轉(zhuǎn)運(yùn)功能喪失導(dǎo)致了突變體中細(xì)胞分裂素的積累。通過熒光定量PCR和GUS染色檢測(cè)了OsPUP7成員的表達(dá)譜，顯示其主要在維管束組織、幼穗和未成熟種子中表達(dá)量較高