水稻側(cè)生器官邊界基因OsLBD1和OsLBD30功能的研究.pdf

1、決定植物性狀的各種基因的表達幾乎都會受到轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控，轉(zhuǎn)錄因子家族通過調(diào)節(jié)基因的表達來響應(yīng)激素、生物和非生物因子，共生相互作用，細胞分化和脅迫信號通路，影響著作物的生長發(fā)育和環(huán)境適應(yīng)性，因此為了提高作物產(chǎn)量，增強作物應(yīng)對環(huán)境變化的能力，對作物轉(zhuǎn)錄因子功能的研究就顯得至關(guān)重要。LATERAL ORGAN BOUNDARIES DOMAIN/ASYM METRIC LEAVES2-LIKE(LBD/ASL)是一個轉(zhuǎn)錄因子家族。我們選取了在

2、水稻根系中特異性高表達的LBD轉(zhuǎn)錄因子——OsLBD1和OsLBD30，并對其功能進行了研究，得到的結(jié)果如下:
　　1)克隆得到約2.0kb的OsLBD1基因和OsLBD30基因啟動子序列，通過對該序列的生物信息學(xué)分析表明，OsLBD1基因的啟動子序列中有多個光響應(yīng)相關(guān)的元件、1個生長素響應(yīng)元件及胚乳表達相關(guān)的順式作用元件;OsLBD30基因的啟動子序列中同樣含有多個光響應(yīng)順式作用元件、1個生長素響應(yīng)元件和分生組織表達相關(guān)的順式作

3、用元件;
　　2)對根、葉片、內(nèi)穎和外穎進行定量PCR分析表明，OsLBD1基因在內(nèi)穎、外穎、根和葉中的相對表達水平分別為1.02、2.46、173.90和0.11; OsLBD30基因在內(nèi)穎、外穎、根和葉中的相對表達水平分別為1、0.66、73.15和3.23。兩個基因在根中的表達明顯高于其他部位;OsLBD1和OsLBD30基因受生長素誘導(dǎo)表達。
　　為了明確OsLBD1和OsLBD30基因在水稻中的組織表達部位，克隆了

4、OsLBD1和OsLBD30基因的啟動子，并構(gòu)建了ProLBD1∷ GUS和ProLBD30∷GUS載體，并轉(zhuǎn)化水稻得到了轉(zhuǎn)化株系。對ProLBD1∷GUS和ProLBD30∷GUS株系進行組織化學(xué)GUS染色表明:OsLBD1基因在胚乳的頂端、內(nèi)穎、外穎的導(dǎo)管和葉枕、根系等表達，在根中主要集中在側(cè)根及中柱部位;OsLBD30基因在胚乳兩端、內(nèi)外穎、幼芽、葉耳、葉枕、根的側(cè)根及中柱中表達。
　　3)從水稻品種kitagge中克隆得到

5、了長度為1047bp的OsLBD1基因和長度為924bp的OsLBD30基因的全長序列，通過構(gòu)建OsLBD1∶ GFP和OsLBD30∶GFP載體，進行亞細胞定位表明兩個水稻LBD基因均定位于細胞核;構(gòu)建了OsLBD1-pGBKT7和OsLBD30-pGBKT7并在酵母中進行的轉(zhuǎn)錄激活活性試驗汪明，OsLBD1和OsLBD30均具有體外具有轉(zhuǎn)錄激活活性。
　　4)構(gòu)建了OsLBD1和OsLBD30基因的amiRNA載體，利用農(nóng)桿菌

6、介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化方法得到了OsLBD1和OsLBD30在水稻中低表達的干擾系lbd1和lbd30。lbd1在水稻營養(yǎng)液培養(yǎng)條件下，主根長度略短于野生型，側(cè)根長度要顯著短于野生型，其根系鮮重顯著低于野生型;lbd30生長在水稻營養(yǎng)液中時主根長度與野生型相比幾乎無差異，但在土壤中生長時主根要顯著短于野生型，側(cè)根長度相比野生型顯著縮短，在lbd1和lbd30中四個硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因的相對表達水平與野生型相比存在不同程度的差異。
　　表明生長素