水稻缺鐵脅迫下滲透酶基因的克隆、亞細(xì)胞定位及膜泡運(yùn)輸相關(guān)基因的分析.pdf

1、鐵在生物體內(nèi)具有重要的生理功能。但世界范圍內(nèi)約30％的可利用土地為堿性土壤，導(dǎo)致植物缺鐵失綠。植物缺鐵不僅嚴(yán)重影響了植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致作物減產(chǎn)，還是造成人類缺鐵的一個(gè)重要原因。 水稻(OryzasativaL.)是人類最重要的糧食作物之一，為全球1/2以上人口提供了主要食物。水稻缺鐵的研究對(duì)于提高糧食產(chǎn)量，解決人類缺鐵有著重要的意義。水稻基因組計(jì)劃完成后，以功能基因組學(xué)方法研究水稻缺鐵相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控成為一種有效的方法。

2、在對(duì)缺鐵水稻根進(jìn)行10531個(gè)cDNA克隆的微點(diǎn)陣分析后，發(fā)現(xiàn)與膜泡相關(guān)的基因群相對(duì)轉(zhuǎn)錄表達(dá)率最高。利用超薄切片技術(shù)，在透射電鏡下觀察缺鐵脅迫下水稻根尖細(xì)胞的結(jié)構(gòu)變化，發(fā)現(xiàn)缺鐵培養(yǎng)的水稻根尖細(xì)胞中膜泡的個(gè)數(shù)較多且明顯，表明缺鐵可能誘導(dǎo)了膜泡相關(guān)基因的高效表達(dá)。 對(duì)經(jīng)FeCl3和缺鐵處理的植物凝膠培養(yǎng)基中培養(yǎng)的水稻根進(jìn)行微點(diǎn)陣分析后，獲得309個(gè)差異cDNA。通過NCBI的BLAST對(duì)其進(jìn)行了初步的功能分析。 對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)體、膜

3、泡運(yùn)輸相關(guān)的基因(IRT、Nramp、YSL、滲透酶基因)和Ferritin進(jìn)行的Real-TimePCR分析證明缺鐵誘導(dǎo)的IRT、Nramp、YSL、滲透酶基因等轉(zhuǎn)錄本在缺鐵時(shí)增多。Ferritin轉(zhuǎn)錄本在EDTA-Fe和FeCl3培養(yǎng)時(shí)增多。 通過RT-PCR的方法從缺鐵培養(yǎng)5天水稻根中擴(kuò)增得到滲透酶基因的全長(zhǎng)cDNA，1973bp。分別構(gòu)建了植物正義、反義表達(dá)載體pCAMBIA1302-permease(S/A)-GFP，

4、使?jié)B透酶基因與GFP基因構(gòu)成融合基因，測(cè)序結(jié)果證明其序列正確。將pCAMBIA1302-permease(S/A)-GFP轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌EHA105，通過農(nóng)桿菌侵染洋蔥表皮和基因槍轟擊洋蔥表皮的方法對(duì)滲透酶進(jìn)行了亞細(xì)胞定位，結(jié)果表明滲透酶定位在質(zhì)膜上。利用蛋白質(zhì)分析軟件(ConPredⅡsoftwear)和NCBI比對(duì)，對(duì)滲透酶進(jìn)行了功能、疏水性和跨膜域分析，進(jìn)一步證明它是一個(gè)具有12個(gè)跨膜域的質(zhì)膜蛋白?？赡軈⑴c黃嘌呤(xanthine)、