ABA誘導(dǎo)水稻OsMPKs基因表達(dá)及與OsDMI3的關(guān)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(yīng)水分脅迫的最重要的反應(yīng)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(diào)節(jié)植物的水分平衡以及誘導(dǎo)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(xì)胞中普遍存在的信號組分，由逆境脅迫、細(xì)胞因子、植物激素、生長因子等誘導(dǎo)，并在植物信號中發(fā)揮重要的作用。但

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

3、sMPK4，OsMPK，OsMPK14能夠響應(yīng)ABA信號表達(dá)上調(diào)。
　　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(diào)控OsMPK1。因此本實(shí)驗(yàn)利用OsDMI3突變體和水稻原生質(zhì)體瞬時(shí)過表達(dá)體系研究OsMPK5，OsMPK4，OsMPK7，OsMPK14與OsDMI3的關(guān)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(dá)情況。結(jié)果表明，OsDM

4、I3突變以后，OsMPK5，OsMPK4基因表達(dá)明顯下降，添加外源ABA以后，有小幅度上升，但遠(yuǎn)不能達(dá)到正常水平。同時(shí)利用水稻幼苗原生質(zhì)體瞬時(shí)過表達(dá)體系，采用基因重組技術(shù)，將OsDMI3全長基因CDS插入到瞬時(shí)表達(dá)載體pXZP008，構(gòu)成pXZ-OsDMI3重組載體。用PEG融合法將重組載體pXZ-OsDMI3轉(zhuǎn)化水稻原生質(zhì)體內(nèi)。熒光定量RT-PCR技術(shù)研究表明，OsDMI3的過表達(dá)與野生型相比，OsMPK5，OsMPK4基因表達(dá)明顯上

5、升。在添加外源ABA以后，上升明顯增強(qiáng)。上述結(jié)果，進(jìn)一步驗(yàn)證，在ABA誘導(dǎo)的信號傳遞過程中，OsDMI3調(diào)控OsMPK5、OsMPK4基因表達(dá)。
　　同時(shí)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(gè)品系約5株苗，設(shè)置3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，分對照組與5、10μM ABA處理組，處理10天左右。到時(shí)間拍照，并測定主根長度。結(jié)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(xì)胞定位，利用基因重組技術(shù)，將OsMPK1，OsMPK5的CDS區(qū)分別構(gòu)建到原生質(zhì)體瞬時(shí)表達(dá)載體pXZP008上，得到重組表達(dá)載體pXZ-OsMPK1，pXZ-Os