水稻CCCH型鋅指核酸結合蛋白基因C3H12的分離克隆和功能鑒定.pdf

1、水稻是人類重要的糧食作物。白葉枯病是造成水稻減產(chǎn)的主要病害之一，每年都造成巨大的經(jīng)濟損失，研究和發(fā)掘水稻自身攜帶的抗病相關基因可為培育優(yōu)良的抗性品種提供新的路徑，同時也可推動水稻抗病機理研究的不斷發(fā)展。
　　 含有保守的三個半胱氨酸(Cysteine，Cys或C)和一個組氨酸(Histidine，His或H)結構域的鋅指蛋白被稱為CCCH型鋅指蛋白。研究發(fā)現(xiàn)在水稻中這類蛋白是一個大的家族，含有至少67個成員，但是它們的功能卻鮮為

2、人知。本研究運用植物分子生物學和生物化學領域的前沿技術，揭示了水稻中一個含有5個典型的CX8-CX5-CX3-H(X代表任意氨基酸殘基)保守結構域的CCCH型鋅指蛋白家族成員C3H12在抗白葉枯病反應過程中發(fā)揮作用。
　　 利用數(shù)量性狀位點(quantitative trait locus，QTL)分析確證了C3H12與一個微效抗白葉枯病QTL相對應，并且在定位群體中隨機挑選的單株里發(fā)現(xiàn)C3H12的表達量與植株抗病性的改變呈正相

3、關。通過農桿菌介導的的遺傳轉化在高感白葉枯的粳稻品種牡丹江8超量表達C3H12，在中感白葉枯的粳稻品種中花11中利用T-DNA插入和在中抗白葉枯的秈稻品種明恢63中利用RNA干擾技術(RNA interference，RNAi)抑制C3H12的表達。通過定量PCR檢測證明了在轉基因植株中抗性的改變與C3H12的表達量呈共分離的關系。C3H12超表達的植株對白葉枯病的抗性相對于野生型有著顯著的提高，并且在C3H12超表達的植株接種白葉枯病

4、菌后，茉莉酸路徑相關基因LOX.AOS2、Cht1、PR5和PR10的表達以及茉莉酸的含量與野生型對照相比均有顯著提高。與之相反，在C3H12抑制表達的植株對白葉枯病的抗性相對于野生型有著明顯的下降，并且在C3H12抑制表達的植株接種白葉枯病菌后，茉莉酸路徑相關基因的表達以及茉莉酸的含量與野生型對照相比均有顯著降低。據(jù)此我們推斷C3H12可能通過茉莉酸信號路徑正調控水稻對白葉枯病的抗性。
　　 通過亞細胞定位實驗發(fā)現(xiàn)C3H12蛋

5、白定位在細胞核里，而且在體外表達并純化了帶有麥芽糖結合蛋白(maltose binding protein，MBP)標簽的C3H12蛋白，體外核酸結合實驗發(fā)現(xiàn)C3H12具有核酸結合能力，而在酵母中的反式激活實驗里發(fā)現(xiàn)C3H12并沒有轉錄激活的活性。據(jù)此我們推斷，C3H12蛋白可能是通過與mRNA結合的方式在轉錄后水平調控基因的表達。
　　 綜上所述，C3H12作為一個具有核酸結合能力的蛋白，通過茉莉酸路徑正調控水稻對白葉枯病的抗