水稻OsAAD1蛋白調控葉綠體發(fā)育及植株生長的機理研究.pdf

1、水稻(Oryza Sativa)，是全世界范圍的一種重要的糧食作物，確保其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是解決我國以及世界許多其它國家糧食問題的關鍵，是我國可持續(xù)發(fā)展的堅強保障。水稻株型和光合效率是影響其產(chǎn)量的主要因素，然而，影響這些農藝性狀的分子機理，目前還不十分清楚。
　　本研究利用水稻野生型品種蜀恢527經(jīng)甲基磺酸乙酯(EMS)誘變獲得的矮稈淡黃葉突變體actinarraydefecting I(aad1)為材料，開展性狀鑒定、基因克隆以及功能分

2、析等研究，研究結果如下：
　　1. aad1突變體在植株生長初期表現(xiàn)為植株矮小，葉片淡黃色，后期葉色逐步恢復成野生型水平，經(jīng)葉綠素含量測定及葉綠體超微結構觀察并與野生型比較后發(fā)現(xiàn)，aad1突變體在生長初期葉綠素含量減少、葉綠體降解趨勢加劇，后期差異逐漸減少。考察田間種植條件下的農藝性狀發(fā)現(xiàn)，aad1突變體結實差，且種子大小和飽滿度均明顯差于野生型。
　　2.通過對野生型和突變體aad1根部和花粉粒中微絲的染色實驗表明，在突變

3、體aad1中，微絲排列都異于野生型。K2-KI染花粉粒實驗證明，突變體aad1的花粉粒育性極差。
　　3.以突變體aad1為母本，Nip為父本進行雜交配組構建F2群體并通過圖位克隆將基因定位于水稻8號染色體74.3kb區(qū)域內；預測候選基因并通過測序后初步認為該區(qū)域內編碼Formin蛋白的OsAAD1為目的基因，該基因全長2649bp，包含4個外顯子，突變?yōu)槠渚幋a區(qū)第610位堿基由C突變?yōu)門，導致翻譯過程中脯氨酸(Pro)被絲氨酸(

4、Ser)替代。
　　4.應用生物信息學軟件分析發(fā)現(xiàn)OsAAD1基因預測編碼一個由883個氨基酸組成的Formin蛋白，具有保守的FH1和FH2結構域，該蛋白糖基化、磷酸化等修飾位點較多，具有跨膜區(qū)段，可能是一個定位于細胞質膜的跨膜蛋白，且與其在短柄草以及玉米中的同源蛋白親緣關系較近。
　　5.通過Real-time qPCR的方法檢測OsAAD1基因在水稻中的表達模式，結果顯示OSAAD1基因在葉片和葉鞘中表達水平較高，在a

5、ad1突變體中，根部的表達水平顯著高于野生型。亞細胞定位表明，OsAAD1定位于質膜。
　　6．通過對酵母溫敏突變體Y-double的互補實驗，結果顯示OsAAD1蛋白能夠恢復酵母Y-double菌株對高溫的敏感性。
　　7．通過將OsAAD1基因構建入pGEX-6P-1載體,轉化BL21（DE3）誘導表達菌株，誘導表達OsAAD1蛋白，用于后續(xù)微絲微管排列實驗。
　　8.通過植株根部IAA含量的測定以及根的重力反應實