水稻OsPUP基因家族的分析及OsPUP7功能鑒定.pdf

1、細胞分裂素對植物的生長、發(fā)育、細胞的分裂和分化、頂端優(yōu)勢、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。細胞分裂素主要在細胞分裂旺盛的組織產(chǎn)生，經(jīng)過運輸在植物的各個組織起作用。已經(jīng)報道擬南芥存在AtENT和AtPUP這兩個運輸細胞分裂素的基因家族。對AtPUP的研究主要集中在其轉(zhuǎn)運速率和底物選擇性上，而對擬南芥生長發(fā)育方面的影響卻未見報道。水稻是世界上重要的糧食作物之一。在水稻中只有OsENT基因家族被報道過可以轉(zhuǎn)運細胞分裂素，

2、PUP型基因家族還未見相關(guān)的研究報道。
　　本文通過擬南芥中AtPUP基因家族氨基酸的序列比對，在水稻中篩選出一個具有12個成員的OsPUP基因家族。在對OsPUP家族12個成員進行生物信息學分析的同時對其中一個命名為OsPUP7的成員的功能進行了深入的研究。首先對OsPUP家族12個成員分析發(fā)現(xiàn)這些成員都有著較強的時空表達特異性。在水稻植株的不同組織和發(fā)育階段，表達量變化較大。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

3、跨膜結(jié)構(gòu)。
　　為了進一步研究該家族對植物生長發(fā)育的影響，從RMD獲得了成員OsPUP7的T-DNA插入突變體(03Z11BF84)，通過對突變體的共分離檢測和突變體中的新轉(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性作用。我們在檢測OsPUP家族、ARR家族、CKX家族和IPT家族在突變體和對照植株中的表達差異的同時，完成的逆境脅迫和激素處理后OsPUP7表達量檢測結(jié)果顯示該基因表達會受到逆境和激素的誘導(dǎo)。根據(jù)上述表達量檢

4、測結(jié)果，對突變體進行了室內(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。通過對突變體和對照植株未成熟種子和葉片中的細胞分裂素含量的測量，發(fā)現(xiàn)在突變體的未成熟種子中細胞分裂素含量較對照高，可能是OsPUP7突變體中新轉(zhuǎn)錄本轉(zhuǎn)運功能喪失導(dǎo)致了突變體中細胞分裂素的積累。通過熒光定量PCR和GUS染色檢測了OsPUP7成員的表達譜，顯示其主要在維管束組織、幼穗和未成熟種子中表達量較高