秈稻特異表達蛋白(ISP)的分離及其功能分析.pdf

1、水稻(Oryza sativa L.)作為世界上最重要的糧食作物，是全球大約一半人口的主食。目前我國水稻主栽品種可以分為秈稻及粳稻兩個亞種。秈粳亞種間雜種F1代蘊藏著巨大的雜種優(yōu)勢。秈粳雜交選育高產(chǎn)水稻新品種以及強配合力的雜交稻親本是實現(xiàn)水稻高產(chǎn)育種的一個重要途徑。因此，本研究利用蛋白質(zhì)組學技術(shù)研究秈稻和粳稻之間蛋白的差異表達，進而探索水稻秈粳分化的分子機理。這不僅有助于闡明水稻的起源進化，而且可以為水稻秈粳亞種間雜種優(yōu)勢的利用提供理論

2、參考和借鑒，具有重要的實踐意義。本研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）本研究采用二維電泳及質(zhì)譜技術(shù)分析20個常規(guī)水稻品種（10個秈稻品種、10個粳稻品種）黃化苗的蛋白表達圖譜，發(fā)現(xiàn)一個在秈稻品種中特異表達的蛋白，因此將該蛋白命名為秈稻特異蛋白（Indica Specific Protein, ISP）。質(zhì)譜鑒定其是一個鹽誘導蛋白（salt-induced protein, salT）。序列分析表明，ISP基因由兩個外顯子和一個內(nèi)

3、含子組成。
　?。?）通過RACE技術(shù)獲得了ISP基因的全長cDNA序列。經(jīng)比較，日本晴（粳稻）和93-11（秈稻）的ISP基因及其上下游序列中共存在75個單核苷酸多態(tài)性（SNPs）和15個插入/缺失（InDels）。這說明該基因具有較快的進化速率，可能與水稻的秈粳分化有關(guān)。生物信息學分析表明，ISP蛋白是一個未知功能的蛋白。我們在玉米、高粱、小麥和菠蘿中比對到其同源序列，系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果表明，這些同源蛋白在進化中形成了兩個進化分

4、支。
　　（3）組織表達分析表明ISP基因的表達具有時空性，該基因在黃化苗中表達量比綠化苗中高，由此我們推測光照能夠抑制ISP基因的表達。此外，我們在煙草中對該蛋白進行亞細胞定位分析，其定位在葉綠體上。我們推測ISP蛋白可能參與光調(diào)控途徑，但是其作用機制有待于進一步研究。
　?。?）本研究構(gòu)建了ISP基因的過表達和RNAi載體，轉(zhuǎn)化日本晴獲得轉(zhuǎn)基因水稻。通過表型觀察發(fā)現(xiàn) ISP基因的過表達轉(zhuǎn)基因植株的葉片在成熟期能夠一直保持