ABA誘導水稻OsMPKs基因表達及與OsDMI3的關系.pdf

1、水分脅迫包括干旱、鹽漬等是影響植物生長發(fā)育、限制作物產(chǎn)量的最重要的脅迫因子。植物響應水分脅迫的最重要的反應之一是迅速積累植物激素脫落酸(ABA)。ABA作為一種脅迫信號，在調節(jié)植物的水分平衡以及誘導脅迫的耐性方面起著十分重要的作用。促分裂原活化蛋白激酶(MAPK/MPK)是一類普遍存在于真核生物中的絲氨酸/蘇氨酸類蛋白激酶。也是真核細胞中普遍存在的信號組分，由逆境脅迫、細胞因子、植物激素、生長因子等誘導，并在植物信號中發(fā)揮重要的作用。但

2、是關于ABA誘導的抗氧化脅迫信號途徑與水稻OsMPKs家族的關系方面的研究并不多。
　　鑒于上述研究背景，為了進一步了解水稻中OsMPKs家族的性質，用經(jīng)ABA處理的日本晴幼苗RNA為模板，通過查閱文獻和生物信息學分析，利用定量與半定量RT--PCR的方法調查100μM ABA作用下水稻葉片OsMPKs基因（OsMPK1-17）表達變化的時間進程，確定受ABA誘導表達上調的OsMPKs基因。研究發(fā)現(xiàn):OsMPK1，OsMPK5，O

3、sMPK4，OsMPK，OsMPK14能夠響應ABA信號表達上調。
　　水稻OsDM13基因（水稻Ca2+/CaM依賴型蛋白激酶）參與ABA信號途徑，能夠作為上游因子調控OsMPK1。因此本實驗利用OsDMI3突變體和水稻原生質體瞬時過表達體系研究OsMPK5，OsMPK4，OsMPK7，OsMPK14與OsDMI3的關系。用OsDMI3突變體NF8513幼苗葉片為材料，利用熒光定量RT-PCR檢測基因表達情況。結果表明，OsDM

4、I3突變以后，OsMPK5，OsMPK4基因表達明顯下降，添加外源ABA以后，有小幅度上升，但遠不能達到正常水平。同時利用水稻幼苗原生質體瞬時過表達體系，采用基因重組技術，將OsDMI3全長基因CDS插入到瞬時表達載體pXZP008，構成pXZ-OsDMI3重組載體。用PEG融合法將重組載體pXZ-OsDMI3轉化水稻原生質體內(nèi)。熒光定量RT-PCR技術研究表明，OsDMI3的過表達與野生型相比，OsMPK5，OsMPK4基因表達明顯上

5、升。在添加外源ABA以后，上升明顯增強。上述結果，進一步驗證，在ABA誘導的信號傳遞過程中，OsDMI3調控OsMPK5、OsMPK4基因表達。
　　同時研究了OsDMI3和OsMPK1的突變體對ABA的敏感性，將野生型與突變體種子萌發(fā)5天后，選取整齊一致的幼苗，每個品系約5株苗，設置3個平行實驗，分對照組與5、10μM ABA處理組，處理10天左右。到時間拍照，并測定主根長度。結果表明，無論是葉片或根的生長，處理組明顯受到ABA

6、的生長抑制作用，且濃度越大，生長抑制程度明顯，其中野生型和突變體相比，野生型在根長和葉片上都比突變體抑制程度要明顯，從而證明，OsDMI3和OsMPK1突變體對ABA的敏感性要低于野生型。
　　最后研究OsMPK1，OsMPK5（分別與AtMPK6和AtMPK3同源）亞細胞定位，利用基因重組技術，將OsMPK1，OsMPK5的CDS區(qū)分別構建到原生質體瞬時表達載體pXZP008上，得到重組表達載體pXZ-OsMPK1，pXZ-Os