水稻直立穗調(diào)控蛋白qPE9-1互作蛋白的篩選和功能鑒定.pdf

1、彭秀榮水稻直立穗調(diào)蛋白qPE91互作蛋白的篩選和功能鑒定水稻直立穗調(diào)控位點(diǎn)qPE91互作蛋白的篩選及功能鑒定碩士生：彭秀榮導(dǎo)師：梁國華研究員(揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225009)摘要直立穗型品種的培育和大面積應(yīng)用，被認(rèn)為是我國水稻育種史上的第三個里程碑。直立穗性狀形成關(guān)鍵位點(diǎn)qPE9一J(DEPl)已被克隆，編碼G蛋白復(fù)合體中的一個新的Y亞基。越來越多的研究表明，qPE9J不僅調(diào)控水稻株型、穗型，還參與調(diào)控氮素響應(yīng)和抗逆性。但作為一個

2、G蛋白Y亞基，qPE9—1蛋白如何調(diào)控水稻穗型、株型、各種生理響應(yīng)，它與其它穗發(fā)育相關(guān)基因的互作關(guān)系仍不清楚。鑒于直立穗基因在水稻育種和生產(chǎn)上的重要育種價值，迸一步闡明該基因的功能，解析其所在的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，對于我們充分地利用直立穗性狀，挖掘其增產(chǎn)潛力具有十分重要的意義。本研究在前期基礎(chǔ)上，利用酵母雙雜交篩選與qPE91互作的蛋白，并通過轉(zhuǎn)基因的方法進(jìn)行功能驗(yàn)證，取得以下主要研究結(jié)果：1、通過酵母文庫篩選和驗(yàn)證，有2個候選蛋白與qPE9

3、1存在蛋白水平結(jié)合，分別為E3泛素連接酶OsSRFPl和赤霉素刺激轉(zhuǎn)錄蛋白GASR9。2、蛋白序列分析表明，水稻基因組中共有11個成員屬于GASR基因家族，GASR9蛋白與玉米GRMZM2G077845同源性最高，達(dá)73％。水稻、玉米和擬南芥中所有的家族成員C端均非常保守，均包含12個保守的半胱氨酸。3、利用熒光定量PCR的方法分析了GASR9基因的表達(dá)模式，結(jié)果表明，GASR9為組成型表達(dá)，在莖、葉、節(jié)、穗、鞘和根中均能檢測到，在幼穗

4、中的表達(dá)量最高，在根中的表達(dá)量最低。GASR9基因的表達(dá)受到赤霉素誘導(dǎo)，且隨穗發(fā)育進(jìn)程的推進(jìn)而逐漸下降；同時，GASR9基因的表達(dá)還受到油菜素內(nèi)酯、生長素的抑制。亞細(xì)胞定位分析表明，GASR9蛋白在細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中均有分布。4、利用RNAi將野生型中花11中GASR9基因表達(dá)下調(diào)，植株顯著變矮，而過量表達(dá)GASR9基因則導(dǎo)致植株株高增加，這說明GASR9基因正調(diào)控水稻株高。組織解剖分析表明，與中花t1相比，RNAi轉(zhuǎn)基因植株株高

5、降低是由于節(jié)間細(xì)胞變短導(dǎo)致，而細(xì)胞數(shù)目差異不顯著。彭秀榮水稻直立穗調(diào)控蛋白qPE91互作蛋白的篩選和功能鑒定ScreeningandfunctionalcharacterizationoftheproteinsinteractingwithqPE91，amajorgeneforpanicleerectnessinricePostgraduate：XiurongPengSupervisor：ProfGuohuaLiang(Agricult

6、uralCollege，YangzhouUniversity，Yangzhou225009)AbstractThedevelopmentandapplicationofpanicleerectness(PE)varietiesisconsideredasthethirdbreakthroughinthehistoryofricebreedinginChinaOnekeyquantitativetraitgeneforPE，qPE91／D

7、EPl，encodinganovel丫subunitofheterotrimericGprotein(Gprotein)，wasisolatedusingamap—basedcloningstrategyMorereportsshowedthatqPE9一，notonlyinvolvedintheregulationofplantarchitectureandpanicleshape，butalsocontrolsnitrogenand

8、stressresponsesHowever，themechanismofhowqPEg1modifiesplantandpanicledevelopmentandphysiologicalresponsesremainsunknownSo，itisnecessarytofurtherrevealthemolecularfunctionandgeneticregulatorynetworkofqPE9一JInthisstudyweobt

9、ainedtwoproteinsinteractingwithqPE91usingyeasttwohybridstrategyAndthetransgeniclinesweregeneratedtoinvestigatethebiologicalfunctionofthesegenesThemainresultsareasfollows：1TwocandidateproteinsinteractingwithqPE9—1，OsSRFP1

10、andGASR9，wereobtainedandconfirmedthroughyeasttwohybridsystemOsSRFP1isanE3ubiquitinligase，whileGASR9isencodedbyagibberellicacid—stimulatedtranscriptinrice2SequenceanalysisshowedthatthereareelevenmemberoftheGASRfamilyinric

11、egenomeAminoacidsequenceofGASR9showsthehighestidentity(73％)withGRMZM2G077845inmaizeAllthefamilygenesinrice，maizeandArabidopsishaveconservedC—terminalregions，whichcontain12Cysresidues3TheexpressionpatternofGASR9genewasana

12、lyzedusingreal—timePCRGASR9constitutivelyexpressesinallplanttissues，includingstem，leafnode，panicle，sheathandrootThehighesttranscriptsweredetectedinyoungpanicles，whilethelowestwereexaminedinrootsTheexpressionlevelofGASR9w