水稻OsAAD1蛋白調(diào)控葉綠體發(fā)育及植株生長(zhǎng)的機(jī)理研究.pdf

1、水稻(Oryza Sativa)，是全世界范圍的一種重要的糧食作物，確保其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是解決我國(guó)以及世界許多其它國(guó)家糧食問(wèn)題的關(guān)鍵，是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)保障。水稻株型和光合效率是影響其產(chǎn)量的主要因素，然而，影響這些農(nóng)藝性狀的分子機(jī)理，目前還不十分清楚。
　　本研究利用水稻野生型品種蜀恢527經(jīng)甲基磺酸乙酯(EMS)誘變獲得的矮稈淡黃葉突變體actinarraydefecting I(aad1)為材料，開(kāi)展性狀鑒定、基因克隆以及功能分

2、析等研究，研究結(jié)果如下：
　　1. aad1突變體在植株生長(zhǎng)初期表現(xiàn)為植株矮小，葉片淡黃色，后期葉色逐步恢復(fù)成野生型水平，經(jīng)葉綠素含量測(cè)定及葉綠體超微結(jié)構(gòu)觀察并與野生型比較后發(fā)現(xiàn)，aad1突變體在生長(zhǎng)初期葉綠素含量減少、葉綠體降解趨勢(shì)加劇，后期差異逐漸減少?？疾焯镩g種植條件下的農(nóng)藝性狀發(fā)現(xiàn)，aad1突變體結(jié)實(shí)差，且種子大小和飽滿度均明顯差于野生型。
　　2.通過(guò)對(duì)野生型和突變體aad1根部和花粉粒中微絲的染色實(shí)驗(yàn)表明，在突變

3、體aad1中，微絲排列都異于野生型。K2-KI染花粉粒實(shí)驗(yàn)證明，突變體aad1的花粉粒育性極差。
　　3.以突變體aad1為母本，Nip為父本進(jìn)行雜交配組構(gòu)建F2群體并通過(guò)圖位克隆將基因定位于水稻8號(hào)染色體74.3kb區(qū)域內(nèi)；預(yù)測(cè)候選基因并通過(guò)測(cè)序后初步認(rèn)為該區(qū)域內(nèi)編碼Formin蛋白的OsAAD1為目的基因，該基因全長(zhǎng)2649bp，包含4個(gè)外顯子，突變?yōu)槠渚幋a區(qū)第610位堿基由C突變?yōu)門，導(dǎo)致翻譯過(guò)程中脯氨酸(Pro)被絲氨酸(

4、Ser)替代。
　　4.應(yīng)用生物信息學(xué)軟件分析發(fā)現(xiàn)OsAAD1基因預(yù)測(cè)編碼一個(gè)由883個(gè)氨基酸組成的Formin蛋白，具有保守的FH1和FH2結(jié)構(gòu)域，該蛋白糖基化、磷酸化等修飾位點(diǎn)較多，具有跨膜區(qū)段，可能是一個(gè)定位于細(xì)胞質(zhì)膜的跨膜蛋白，且與其在短柄草以及玉米中的同源蛋白親緣關(guān)系較近。
　　5.通過(guò)Real-time qPCR的方法檢測(cè)OsAAD1基因在水稻中的表達(dá)模式，結(jié)果顯示OSAAD1基因在葉片和葉鞘中表達(dá)水平較高，在a

5、ad1突變體中，根部的表達(dá)水平顯著高于野生型。亞細(xì)胞定位表明，OsAAD1定位于質(zhì)膜。
　　6．通過(guò)對(duì)酵母溫敏突變體Y-double的互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示OsAAD1蛋白能夠恢復(fù)酵母Y-double菌株對(duì)高溫的敏感性。
　　7．通過(guò)將OsAAD1基因構(gòu)建入pGEX-6P-1載體,轉(zhuǎn)化BL21（DE3）誘導(dǎo)表達(dá)菌株，誘導(dǎo)表達(dá)OsAAD1蛋白，用于后續(xù)微絲微管排列實(shí)驗(yàn)。
　　8.通過(guò)植株根部IAA含量的測(cè)定以及根的重力反應(yīng)實(shí)