水稻葉片早衰基因OsPLS2的圖位克隆及其功能分析.pdf

1、葉片衰老是葉片生長發(fā)育的最終階段，同時(shí)也是植物適應(yīng)環(huán)境的重要表現(xiàn)。水稻等主要糧食作物的功能葉片在灌漿結(jié)實(shí)期提前衰老，縮短了葉片的生理功能期和籽粒充實(shí)時(shí)間，減少了葉片中光合產(chǎn)物向籽粒的運(yùn)輸，最終導(dǎo)致結(jié)實(shí)率降低，空秕率增加，糧食產(chǎn)量減產(chǎn)及品質(zhì)性狀（堊白和整精米率等）變差等。因此，研究葉片衰老生理特征及分子機(jī)制，對(duì)于調(diào)控葉片衰老起始和進(jìn)程，提高作物產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)具有重要意義。
　　本課題組利用EMS誘變秈稻恢復(fù)系浙恢7954獲得葉片早衰

2、突變體ospls2（Oryza sativa2remature leaf senescence2，ospls2），本研究從生理生化，組織細(xì)胞以及分子等角度對(duì)該突變體進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要結(jié)果如下:
　　1.突變體ospls2的主要農(nóng)藝性狀
　　突變體ospls2葉片葉尖在分蘗期便開始出現(xiàn)銹色斑點(diǎn)，隨后向葉基部蔓延，導(dǎo)致整張葉片呈棕褐色，最后枯死。與野生型相比，ospls2突變體的結(jié)實(shí)率、千粒重和每穗粒數(shù)都極顯著下降，造成嚴(yán)重減

3、產(chǎn)。
　　2.突變體ospls2對(duì)外源H2O2和ABA的響應(yīng)
　　用80mMH2O2和0.25μM ABA處理突變體ospls2和7954野生型幼苗的實(shí)驗(yàn)表明，突變體植株生長受到更嚴(yán)重的抑制。H2O2處理后，突變體比7954對(duì)照的株高極顯著下降27.44％。處理后的突變體比其未處理ospls2株高和根長分別下降51.74％和51.26％。ABA處理后，突變體比7954對(duì)照的株高和根長分別極顯著下降19.08％和20.08％。

4、用高濃度150mMH2O2和500μM ABA處理突變體ospls2和7954成熟期離體葉片的研究表明，處理后離體葉片加速衰老，且突變體ospls2的葉片衰老更加明顯。
　　3.突變體ospls2葉片早衰相關(guān)的分子水平分析
　　對(duì)成熟期突變體ospls2和7954野生型葉片中ABA合成和代謝相關(guān)基因的表達(dá)分析表明，ospls2葉片中ABA合成樞關(guān)基因OsNCED1、OsNCED3、OsNCED4和OsNCED5的表達(dá)量都極顯

5、著高于7954野生型，且ABA分解相關(guān)基因ABAox2和ABAox3的表達(dá)量極顯著低于7954野生型，導(dǎo)致ospls2葉片中內(nèi)源ABA含量過高，加速葉片衰老，同時(shí)對(duì)外源ABA也更敏感。
　　野生型7954和ospls2突變體植株成熟期劍葉中衰老相關(guān)基因的相對(duì)表達(dá)量分析表明，與野生型7954相比，ospls2突變體葉片中衰老相關(guān)基因SGR、Osh36、OsI85、OsI57和調(diào)控ABA信號(hào)途徑的OsNAP基因的表達(dá)量都顯著增加，說明

6、ospls2突變體植株內(nèi)衰老相關(guān)基因的相對(duì)表達(dá)量已遠(yuǎn)高于野生型，葉片衰老進(jìn)程更快，衰老生理生化反應(yīng)更劇烈。
　　4.OsPLS2定位及候選基因的確定和功能驗(yàn)證
　　利用ospls2/02428的F2代群體作為定位群體，將OsPLS2定位在第3號(hào)染色體的RM15363和RM15361標(biāo)記之間。通過對(duì)候選基因進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)在LOC_Os03g38990的ORF區(qū)域發(fā)生了一個(gè)堿基G突變成A，進(jìn)而造成該基因成熟mRNA的剪切發(fā)生變化