水稻LOC-Os01g74370和LOC-Os01g42200基因的克隆及功能研究.pdf

1、干旱、高鹽和病蟲害等逆境脅迫嚴(yán)重影響了水稻的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量。為了保障糧食安全，改善和提高水稻對(duì)環(huán)境脅迫的抗性一直是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要目標(biāo)之一。隨著植物分子生物學(xué)的發(fā)展，發(fā)掘抗逆相關(guān)新基因?qū)μ岣咚镜目鼓嫘跃哂兄匾饬x。
　　 水稻基因LOC_Os01g74370編碼一個(gè)具有DUF966結(jié)構(gòu)域的未知功能蛋白。該基因cDNA全長(zhǎng)為1501bp，開放閱讀框?yàn)?029bp，編碼342個(gè)氨基酸。半定量PCR分析該基因在檢測(cè)的水稻各個(gè)組織中均有

2、表達(dá)，其中在愈傷組織中的表達(dá)量最高。熒光定量PCR分析干旱、高鹽、SA、機(jī)械損傷和細(xì)菌性條斑病菌侵染等均能誘導(dǎo)基因LOC__Os01g74370的表達(dá)，ABA可抑制其表達(dá)。此外基因上游的1Kbp啟動(dòng)子區(qū)包含許多逆境響應(yīng)元件包括干旱、病原菌、ABA、冷脅迫等元件，因此初步推測(cè)這個(gè)基因與水稻抗逆有關(guān)。為了更好地研究它的功能，本實(shí)驗(yàn)通過RT-PCR技術(shù)克隆了該基因，然后采用Gateway克隆技術(shù)構(gòu)建了相應(yīng)的植物過量表達(dá)載體pH7WG2-LOC

3、_Os01g74370和RNAi干擾載體pH7GWIWG2(Ⅱ)-LOC_Os01g74370RNAi。通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化方法將表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到野生型水稻中，共獲得了19株過量株系和6株干擾株系。19株過量株系經(jīng)PCR檢測(cè)確認(rèn)目的基因已整合到水稻基因組中，然后通過熒光定量PCR檢測(cè)了其RNA轉(zhuǎn)錄水平，基因LOC_Os01g74370在T0代和T1代過量株系中均得到了穩(wěn)定的高水平表達(dá)。進(jìn)一步檢測(cè)了上述過量株系中防御相關(guān)基因NPR、CHS、

4、PR1a、PAL、PR5、PAD4的表達(dá)情況，其中PR5在基因LOC_Os01g74370的T0代和T1代過量表達(dá)株系中均呈現(xiàn)上調(diào)表達(dá)趨勢(shì)，PAL在基因LOC__Os01g74370的T0代和T1代過量株系中均呈現(xiàn)下調(diào)表達(dá)趨勢(shì)。綜上所述，基因LOC_Os01g74370可能參與植物防御反應(yīng)如干旱脅迫、鹽脅迫、還有病蟲害脅迫響應(yīng)，為更深入研究該基因功能奠定了良好基礎(chǔ)。6株干擾植株經(jīng)熒光定量PCR分析基因LOC_Os01g74370均沒有達(dá)

5、到預(yù)期的干擾效果。
　　 基因LOC_Os01g42200也是一個(gè)功能未知基因，開放閱讀框?yàn)?04bp，編碼167個(gè)氨基酸。該基因在水稻各個(gè)組織均有表達(dá)，其中在莖中表達(dá)量最高。干旱、高鹽脅迫均能誘導(dǎo)該基因表達(dá)?；蛏嫌蔚?Kbp啟動(dòng)子區(qū)包括一些干旱脅迫和水脅迫響應(yīng)元件，暗示這個(gè)基因可能與水稻抗逆有關(guān)。同樣通過RT-PCR克隆基因LOC_Os01g42200后，構(gòu)建了相應(yīng)的植物過量表達(dá)載體以及RNAi表達(dá)載體，并通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方