水稻根系發(fā)育調(diào)控基因OsGatB的克隆與功能初步分析.pdf

1、水稻根系發(fā)育具有很強的可塑性，外界環(huán)境的變化能夠影響水稻根系的發(fā)育。本研究通過篩選EMS誘變的水稻突變體庫，獲得一個在缺氮(-N)營養(yǎng)液中根伸長受抑制的突變體Osgatb。該突變體在正常營養(yǎng)液中早期主根發(fā)育遲緩，10天苗齡主根長是野生型的60％左右。在缺氮營養(yǎng)液中，Osgatb根長受到抑制，為野生型根長的40％左右，野生型的根長為正常營養(yǎng)液中野生型根長的125％左右，說明N饑餓抑制該突變體根伸長。突變體后期生長發(fā)育受到影響，植株矮小，分

2、蘗數(shù)和每穗種子數(shù)減少。
　　 利用圖位克隆的方法，克隆到該突變基因為OsGatB，該基因位于第11號染色體(LOC_Os11g34210)，是tRNA依賴性轉(zhuǎn)氨基酶GatCAB復(fù)合體的一個組成亞基，該復(fù)合體在線粒體中催化Glu.tRNAGln轉(zhuǎn)變?yōu)镚ln-tRNAGln，在線粒體蛋白翻譯中起重要作用。測序結(jié)果表明突變體的OsGatB基因在第四個外顯子發(fā)生突變，致使GatB_N結(jié)構(gòu)域上第342位氨基酸由脯氨酸變成亮氨酸。轉(zhuǎn)基因回復(fù)

3、實驗證明了OsGatB的單堿基突變是造成突變體短根表型的原因。qRT-PCR分析結(jié)果顯示，該基因的點突變并沒有顯著改變其轉(zhuǎn)錄水平的表達。缺氮條件下，OsGatB的表達量下調(diào)但并不明顯，說明該基因的突變雖然改變了突變體的N響應(yīng)，但并不是通過自身表達量的改變實現(xiàn)的。
　　 生物信息學分析顯示，OsGatB在水稻中是單拷貝，有八個外顯子和七個內(nèi)含子。該蛋白有兩個重要結(jié)構(gòu)域Gat_N和Gat_Yqey，兩個結(jié)構(gòu)域?qū)atCAB酶的Gat