AP2-ERF轉(zhuǎn)錄因子與水稻產(chǎn)量相關(guān)基因LRK6等位基因的表達(dá)差異.pdf

1、為了更有效的通過遺傳工程的手段進(jìn)行育種,至關(guān)重要的一點就是分析清楚基因的功能及其表達(dá)調(diào)控。我們實驗室先前的工作中,通過圖位克隆的方法從以東鄉(xiāng)野生稻(Oryza rufipogon Griff)為供體與以桂朝2號(Oryza sativa L,ssp,Indica)為受體的BC4F2群體中獲得了一個與水稻高產(chǎn)有關(guān)的QTL位點qGY2-1,實驗證明這個QTL位點促進(jìn)水稻谷粒子增加從而對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率達(dá)到16％?；蚪Y(jié)構(gòu)分析表明這個QTL位點由

2、LRKI-LRK8(1eucine-rich repeat receptor-like kinase,LRK),八個編碼富含亮氨酸重復(fù)序列型類受體激酶新基因所組成的基因簇。有趣的是,我們發(fā)現(xiàn)該LRK家族基因在粳稻日本晴(Oryza sativa L,subsp,Japonica var,Nipponbare)和秈稻93-11(Oryza sativa L,subsp,Indica var,93-11)的雜交后代中存在等位基因表達(dá)差異的現(xiàn)

3、象。LRK家族基因中的一員,LRK6基因在秈粳雜交后代中來源不同親本的等位基因均有表達(dá),但是對于該后代中LRK6基因總轉(zhuǎn)錄水平的貢獻(xiàn)卻不一致。在親本中,日本晴中的LRK6基因的表達(dá)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于93-11中。在秈粳雜交后代中,來源于不同親木的LRK6等位基因于其在親本中的表達(dá)量相似。這種現(xiàn)象,我們推測是由于等位基因啟動子順式元件所造成的。通過對LRK6啟動子的遞減分析,我們發(fā)現(xiàn)有兩個啟動子區(qū)域?qū)RK6基因的表達(dá)存在明顯影響。序列比對分析顯

4、示這兩個區(qū)域的序列在秈稻93-11、粳稻日本晴和東鄉(xiāng)野生稻中存在差異。其中一個啟動子區(qū)域,我們命名為。DSLP2(Different Sequence of LRK6 Promoter 2),可能具有潛在的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點。使用酵母單雜交的方法,我們獲得了一個乙烯響應(yīng)因子(ERF)蛋白與該片段互作。序列分析和GCC-box互作分析說明,這是一個乙烯響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子基因(OsERF3),屬于ERF家族的第二類轉(zhuǎn)錄因子,除含有一個:ERF域之外

5、,還有一個具有抑制下游基因表達(dá)功能的EAR域。我們通過堿基突變實驗確定OsERF3基因與DSLP2區(qū)域中的一個未報道的元件(5'-TAA(A)GT-3’)互作。激素處理實驗和OsERF3基因過量表達(dá)實驗結(jié)果顯示,OsER丹基因可能直接抑制93-1l中的LRK6基因的表達(dá),但是對日本晴的LRK6基因的表達(dá)沒有明顯的直接抑制。所有實驗的結(jié)果綜合來看,OsERF3基因,一類乙烯響應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子,與水稻LRK6基因啟動子上的元件互作,很有可能導(dǎo)致