水分脅迫誘導(dǎo)表達(dá)基因在水、旱稻幼苗中的表達(dá)分析.pdf

1、水分脅迫是嚴(yán)重影響作物生產(chǎn)的環(huán)境脅迫之一。根據(jù)水分供應(yīng)情況，稻類作物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的人工選擇和自然選擇分化為水稻和旱稻，水稻是天然“敏旱類型”，旱稻則是“抗旱類型”，為了初步闡明水、早稻水分脅迫分子反應(yīng)機(jī)制的差別，并據(jù)此發(fā)掘抗旱候選相關(guān)基因，我們進(jìn)行了以下研究。 首先，為了獲得早稻IRAT109的水分脅迫誘導(dǎo)表達(dá)基因，通過(guò)抑制性差減雜交(SSH)的方法，以15％PEG(6000)處理的早稻IRAT109幼苗為tester，未處理的對(duì)照

2、材料為driver，構(gòu)建了含有2112個(gè)克隆的差減cDNA文庫(kù)。 為了分析水稻和早稻的水分脅迫分子應(yīng)答機(jī)制的差異，將文庫(kù)中所有克隆擴(kuò)增、純化后制作cDNA miroarray，每個(gè)克隆重復(fù)3次。以15％PEG(6000)處理的兩個(gè)水稻品種(越富、日本晴)和兩個(gè)旱稻品種(IRAT109、毫格勞)的根和葉片的RNA為檢測(cè)樣品與cDNA芯片雜交。結(jié)果顯示芯片上絕大部分基因在水稻和早稻中的表達(dá)沒(méi)有顯著差別，通過(guò)T檢驗(yàn)(p=0.05)鑒定

3、了水、早稻差異表達(dá)EST 152個(gè)，其中早稻表達(dá)量大于水稻的EST 68個(gè)(葉片42個(gè)，根32個(gè)，6個(gè)重疊)，水稻表達(dá)量大于早稻的EST 84個(gè)(葉片67個(gè)，根24個(gè)，7個(gè)重疊)。 對(duì)所有水、早稻差異表達(dá)EST進(jìn)行測(cè)序，BLAST分析表明，大部分在旱稻中高表達(dá)的基因代表了與脅迫應(yīng)答相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子(NAC蛋白、乙烯響應(yīng)元件結(jié)合蛋白、包含AP2結(jié)構(gòu)域蛋白)、以及與抵御活性氧傷害和維持細(xì)胞膨壓有關(guān)的基因。而在水稻中高表達(dá)的基因則大多與

4、抗旱無(wú)關(guān)甚至與脅迫造成的傷害反應(yīng)有關(guān)，如與降解細(xì)胞組分有關(guān)的多聚半乳糖醛酸酶和α-半乳糖苷酶等。 通過(guò)芯片篩選發(fā)現(xiàn)一個(gè)在根和葉中都表現(xiàn)為旱稻表達(dá)量顯著高于水稻的EST，經(jīng)BLAST分析推測(cè)其代表的基因編碼myo-肌醇加氧酶，為了進(jìn)一步研究它的功能，我們克隆了該基因的全長(zhǎng)cDNA。此外，我們還克隆了一個(gè)編碼產(chǎn)物未知的旱稻高表達(dá)基因，這兩個(gè)基因分別命名為OsMIOX和OsUNK1，并對(duì)這兩個(gè)基因構(gòu)建了植物超表達(dá)載體，為功能研究奠定基