水稻花粉發(fā)育相關(guān)基因OsWBC11的圖位克隆及功能研究.pdf

1、ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在生物體內(nèi)廣泛存在，其通過(guò)結(jié)合并水解ATP，利用釋放的能量從而實(shí)現(xiàn)金屬離子、氨基酸、多肽及代謝產(chǎn)物等物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。根據(jù)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)和功能，可以將ABC蛋白劃分為A-H八大家族。在植物體內(nèi)，ABCG亞家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白廣泛存在。
　　花粉是有性生殖植物所不可缺少的，花粉的發(fā)育過(guò)程包括花粉母細(xì)胞的形成、減數(shù)分裂及兩次有絲分裂。在此次研究中，通過(guò)用EMS處理野生日本晴種子，從其后代中分離出一個(gè)不育突變體wbc11，并通

2、過(guò)圖位克隆將突變基因定位在10號(hào)染色體長(zhǎng)臂上，經(jīng)過(guò)候選基因預(yù)測(cè)及測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)了突變體內(nèi)編碼ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白G家族成員的基因WBC11的開(kāi)放閱讀框內(nèi)存在一個(gè)單堿基突變，導(dǎo)致WBC11基因翻譯的提前終止。WBC11為在花器官中特異性表達(dá)的基因， wbc11突變體在營(yíng)養(yǎng)生殖階段觀察不到任何明顯的缺陷，但是最終卻無(wú)法產(chǎn)生種子。我們觀察并對(duì)比了野生型與突變體植株小花的發(fā)育情況，發(fā)現(xiàn)在wbc11突變體內(nèi)，花粉母細(xì)胞能夠順利完成減數(shù)分裂形成四分體，且

3、小孢子花粉也能夠正常地從四分體內(nèi)釋放出來(lái)。但是隨著小孢子花粉的釋放，wbc11突變體中絨氈層出現(xiàn)異常的膨脹，且小孢子花粉也開(kāi)始被降解，而同時(shí)期野生型植株內(nèi)絨氈層卻逐漸被消化，在小孢子花粉表面孢粉素不斷積累，花粉壁逐漸形成。
　　ABCG11/WBC11在擬南芥中被證明是能夠參與植株內(nèi)油脂類(lèi)物質(zhì)的運(yùn)輸，且水稻W(wǎng)BC11蛋白與擬南芥ABCG11/WBC11蛋白一致性高達(dá)75.45％，結(jié)合wbc11突變體表型，可以認(rèn)為WBC11參與水稻