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OsRMC基因调控水稻根生长发育的机理研究

蒋甲福

   实验室前期工作证明OsRAA1在玉米泛素启动子驱动下组成型表达,可以抑制水稻初生根的生长,促进不定根的形成,形成不同程度螺旋状的初生根,根的向地性反应减缓,这些表型和野生型水稻用生长素处理的表型类似,而且OsRAA1基因的转录受生长素诱导,这些结果表明OsRAA1可能参与了生长素的信号转导途径。但这些表型产生的机理还不是很清楚。在水稻中,茉莉酸在根发育过程中的作用多为生理实验的报道;拟南芥中的研究表明生长素信号转导和茉莉酸信号转导可能都受26S蛋白酶体的调控。由此我们推测茉莉酸在根的发育过程中可能也起着同样的促进作用。本论文在超表达OsRAA1水稻基础上旨在克隆新基因,并对新基因功能进行研究,以探讨茉莉酸在水稻根发育过程中的分子机理,并对生长素和茉莉酸信号转导的关系进行探讨。 首先运用双向电泳技术结合质谱分析技术,在超表达OsRAA1水稻背景下发现了受体激酶家族DUF26的一个成员明显下调,我们命名为OsRMC(Oryza sativa Root Meander and Curling,AAL87185),Western杂交进一步证明了这个结果。 OsRMC位于4号染色体,信息学分析表明只有一个拷贝,没有内含子,ORF阅读框为777bp,编码的蛋白分子量为27.9 kDa,等电点(pI)为5.01。对该蛋白进行同源性比较发现,其含有2个C-X8-C-X2-C基序(Cys-rich repeat, CRR)即半胱氨酸富集区,其中第四个半胱氨酸残基不保守,该基序会形成二硫键,编码两个未知功能的DUF26(Domain Unknown Function 26)结构域。OsRMC由一个信号肽和两个CRR区组成,但没有跨膜区和激酶区。RT-PCR显示OsRMC可能是组成型表达的基因;亚细胞实验表明OsRMC是膜定位的蛋白。Western blot显示OsRMC受茉莉酸诱导表达,受生长素的抑制。 RNAiOsRMC转基因水稻在暗处培养时,抑制了初生根的生长,使侧根数目减少,但促进了不定根的生长和数目的增加;第二叶鞘变短,这些表型和前人报道的外源茉莉酸处理野生型的表型一致。转基因对生长素信号转导和合成没有影响,但初生根和第二叶鞘对外源茉莉酸更加敏感,说明RNAiOsRMC转基因水稻可能增强了茉莉酸信号转导途径。分析转基因水稻的茉莉酸信号转导途径部分相关基因的表达变化,根中受茉莉酸信号转导特异诱导的病原相关基……   
[关键词]:DUF26;OsRAA1;OsRMC;根发育;根弯曲;茉莉酸;生长素;水稻
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国科学院研究生院(植物研究所)2006年