干旱胁迫下水稻耐旱关键基因差异性表达及功能分析

《干旱胁迫下水稻耐旱关键基因差异性表达及功能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、黄志炜干旱胁迫下水稻耐旱关键基冈差异性表达及功能分析．L干旱胁迫下水稻耐旱关键基因差异性表达及功能分析摘要水N(Oryz口sativaL．)是世界最主要粮食作物之一。本研究以中旱3号(耐旱水稻品种)和矮仔占(干旱敏感水稻品种)为材料，采用基因芯片和实时荧光定量PCR技术，分析了水稻叶片中不同功能类型基因表达对干旱胁迫的响应，发掘了多个耐旱关键基因；并克隆了干旱胁迫下高表达SalT基因的编码区，通过转基因技术获得了SalT基因过表达和RNA干扰表达的转基因水稻：此外还利用大肠杆菌原核表达系统，获得了SalT基因的重组蛋白，用以进一步分析该蛋白的结构和功能。上述工作为水

2、稻耐旱关键基因的发掘和功能验证提供了材料和基础。其主要结果归纳如下：1、干旱胁迫降低水稻幼苗叶片含水量干旱处理3天内，两水稻品种叶片含水量随处理时间均有不同程度的下降，但矮仔占叶片含水量的下降幅度要高于中旱3号，从第3天以后，含水量变化趋于平缓。在整个处理期内，中旱3号叶片含水量均明显高于矮仔占。这表明，在干旱胁迫下，中旱3号的叶片保持体内水分的能力要强于矮仔占，因而，具有较强的耐旱性。2、干旱胁迫影响耐旱关键基因的表达水平首先，利用Affyrnetrix基因表达谱芯片，在全基因组水平上分析了经干旱处理3天的水稻叶片中的差异表达基因，结果表明，中旱3号中差异性表达基

3、因共有1034个，其中上调基因892个，下调基因242个；矮仔占中差异性表达基因共有213个，其中上调基因132个，下调基因81个。接着，根据差异表达基因的转录水平和可能功能，筛选出分别属于抗脱水和水通道蛋白、转录因子以及信号转导的15个可能的耐旱关键基因，进一步利用荧光定量PCR检测了这些基因在经干旱处理6天的水稻叶片中的相对表达量。结果表明，在这15个可能的耐早关键基因中，有14个基因在中旱3号中表现为明显上调，其中，13．葡萄糖苷酶酶聚因子(BGAF)、胚胎晚期丰富蛋白第三组I型(LEA3．1)、脱水素(RABl6B)及盐胁迫诱导蛋白(SalT)相关基因的上调

4、倍数很高；在矮仔占中仅有7个基因表现为明显上调，其中，以LEA3．1、RABl6B、SalT相关基因的表达受干旱胁迫的诱导程度较高。和干旱胁迫处理3天的基因芯片结果相比较，在经干旱处理6天的矮仔占叶片中，多个基因的表达受干旱胁迫的诱导程度明显增高，这表明，经较长时间的干旱后，这些可能的耐旱关键基因的表达水平才开始增高；而中旱3号叶片中的14个基因一直处于较高程度的诱导表达状态。这表明，矮仔占叶片中可能的耐旱关键基因对干旱胁迫的响应在时间上要慢于中旱3号。因此认为，在干旱胁迫的早期，基因表达对缺水的主动调整可能是中扬州大学硕士学位论文旱3号较矮仔占耐旱的主要机制之一。

5、3、SalT转基因水稻的获取及原核表达在克隆了表达受干旱胁迫强烈诱导的SalT基因的编码区的基础上，利用植物表达载体pTCK303，分别构建出该基因的过表达载体和RNA干扰表达载体，通过农杆菌介导的遗传转化，获得了20株SalT基因过表达和12株SalT基因RNA干扰表达的中旱3号幼苗，为进一步研究SalT基因在水稻耐旱中的功能提供了材料。此外，还对Salt基因进行了原核表达，并证实经纯化的重组蛋白具有凝血活性且能与甘露糖专一性结合，并且与甘露糖结合后其凝血活性受到抑制。关键词：水稻，干旱胁迫，荧光定量PCR，转基因，SalT基因，原核表达黄忐炜干旱胁迫下水稻耐旱关

6、键基网差异性表达及功能分析Thedifferentialexpressionandnctionanalysisof打0ugm勘kran他eyge劬nes咖un砌de汕0u曲ts嬲tres螋sjn熙riceIIIIIIlllllIIIIIIllllIlJl

7、IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIAbstract1voQ2．'7EQRice(OryzasativaL．)isoneofthemostimportantfoodcropsintheworld．ThecultivarsZhonghan3(tolerance)andAizaizhan(sensitive)

8、wereusedasmaterialsintheresearch．Underdrgouhtstress，theexpressionlevelsofdifferenttypesofgeneswereanalyzedbygenechipandreal-timePCR，andnumbersofdrought—tolerantkeygeneswerefound．Amoungthesegenes，SalTpresentedahighexpressionlevelwhenfacingdroughtstress，Aftercloningcodingregion，SalTove