水稻花器官發(fā)育控制基因POS的功能和表達(dá)分析.pdf

1、花器官發(fā)育的分子遺傳機(jī)制是目前植物發(fā)育生物學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。水稻(Oryza sativa L.)作為單子葉的模式植物，同時(shí)也是世界上最重要的糧食作物之一，其產(chǎn)量和品質(zhì)的形成與花器官發(fā)育直接相關(guān)。因此，闡明其花器官發(fā)育的分子遺傳機(jī)制具有重要意義。pos(pistillody of stamen)是從秈稻品種明恢86幼胚組織培養(yǎng)后代中獲得的一個(gè)雄蕊完全雌蕊化的突變體。利用圖位克隆方法，本實(shí)驗(yàn)室已確定POS的侯選基因是一個(gè)編碼C2H2zin

2、c-finger蛋白的轉(zhuǎn)錄因子，與擬南芥的JAG基因同源。在此基礎(chǔ)上，本研究利用互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)、RNAi干擾、過量表達(dá)以及GUS表達(dá)實(shí)驗(yàn)對(duì) POS的候選基因的功能和表達(dá)特征進(jìn)行分析，主要研究結(jié)果如下： (1)利用構(gòu)建好的POS基因互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)載體轉(zhuǎn)化突變雜合體植株(POSpos)的幼胚誘導(dǎo)的愈傷組織，獲得了17株基因型為POSpos的轉(zhuǎn)基因陽性植株(T0代)，這些轉(zhuǎn)基因植株的自交后代(T1代)中基因型為pospos的突變體植株的表型恢復(fù)了

3、正常，證明POS基因就是候選的C2H2zinc-finger蛋白基因。 (2)構(gòu)建了POS基因啟動(dòng)子的GUS表達(dá)載體pPOS：：GUS并轉(zhuǎn)化明恢86，目前已得到5株轉(zhuǎn)基因陽性植株。GUS染色結(jié)果顯示，POS基因在根、葉、莖尖、節(jié)位和分蘗芽都有表達(dá)。進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段后，POS基因在漿片、花絲和心皮有較弱的表達(dá)，在內(nèi)外稃、花藥和花柱上有較強(qiáng)的表達(dá)，而在花器官的3、4輪交界處的表達(dá)最強(qiáng)。 (3)構(gòu)建了POS基因的 RNAi干擾

4、載體PTCK-POS并轉(zhuǎn)化日本晴，獲得3個(gè)轉(zhuǎn)基因陽性植株。此外，還獲得10個(gè)轉(zhuǎn)化中花11和7個(gè)轉(zhuǎn)化中花15的再生植株，由于這些植株還很弱小，未能鑒定是否為轉(zhuǎn)基因陽性植株。 (4)利用構(gòu)建好的POS基因的過量表達(dá)載體35S：：POS轉(zhuǎn)化明恢86的幼胚誘導(dǎo)的愈傷組織，并獲得大量抗性愈傷。但在幼苗分化的過程中，愈傷組織在出現(xiàn)綠點(diǎn)后大多數(shù)均褐化，僅獲得2個(gè)轉(zhuǎn)基因陽性植株。這2個(gè)陽性植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)基本正常，但因目前還沒有抽穗，未能觀察到其