水稻抗逆候选基因osstap1的功能分析

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1、密级:论文编号:中囯农北科学院/、▲、人入▲■t1论又水稻抗逆候选基因的功能分析FunctionAnalysisofStressToleranceGeneOsSTAPlinRice硕士研究生：杨圣指导教师：黎志康研究员合作指导教师：傅彬英研究员申请学位类别：农学硕士专业：作物遗传育种培养方向：水稻分子育种培养单位：作物科学研究所研究生院2015年5月密级:论文编号:中国农业科学院学位论文水稻抗逆候选基因OsSTAP1的功能分析FunctionAnalysisofStressToleranceGeneOsSTAP1inRice硕

2、士研究生：杨圣指导教师：黎志康研究员合作指导教师：傅彬英研究员申请学位类别：农学硕士专业：作物遗传育种培养方向：水稻分子育种培养单位：作物科学研究所研究生院2015年5月Secrecy:No.ChineseAcademyofAgriculturalSciencesMasterDissertationFunctionAnalysisofStressToleranceGeneOsSTAP1inRiceM.S.Candidate:YangShengSupervisor:Prof.LiZhi-KangAdvisor:Prof.FuBi

3、n-YingMajor:CropGenetic&BreedingSpecialty:RiceMolecularBreedingMay2015中国农业科学院硕士学位论文评阅人、答辩委员会签名表论文题目水稻抗逆候选基因OsSTAP1的功能分析论文作者杨圣专业作物遗传育种研究方向水稻分子育种指导教师黎志康培养单位（研究所）作物科学研究所硕（博）姓名职称单位专业签名导师华中农业大学植物科学与技评硕导□作物遗传余四斌教授术学院作物遗传改良国家重博导□育种阅点实验室人副研究硕导□作物遗传沈希宏中国水稻研究所员博导□育种答生物化学辩硕导□中

4、国科学院遗传与发育研究朱保葛研究员与分子生主博导□所席物学硕导□中国科学院遗传与发育研究生物化学程祝宽研究员博导□所与分子生硕导□中国科学院遗传与发育研究生物化学朱保葛研究员博导□所与分子生答硕导□中国农业大学农学与生物技作物遗传李自超教授博导□术学院育种辩硕导□中国农业大学农学与生物技作物遗传孙传清教授博导□术学院植物遗传育种系育种委硕导□中国农业科学院作物科学研作物遗传徐建龙研究员博导□究所育种员硕导□中国农业科学院作物科学研作物遗传高用明研究员博导□究所育种硕导□中国农业科学院作物科学研植物病理周永力研究员博导□究所学会

5、议记录（秘书）王小倩论文答辩时间地点2015.6.1重大楼220会议室摘要乙烯应答因子(EthyleneResponsiveFactors，ERFs)是植物特有的AP2/EREBP转录因子亚家族，参与植物的生长发育、新陈代谢、抗病及各种非生物胁迫的应答过程。植物的胁迫应答过程是一个多途径、多基因参与的复杂调控过程。发掘水稻抗逆功能候选基因并验证其功能，有助于完善水稻响应环境胁迫的分子调控网络和生理调控机制，为基因工程培育抗逆新品种提供基因资源。本研究前期采用基因芯片技术分析水稻品种日本晴苗期在不同非生物胁迫处理下的表达谱变化，

6、检测到42个胁迫差异表达的AP2/EREBP基因，其中有2个基因应答所有胁迫反应。本研究对其中一个基因（Os03g0183000）进行进一步生物信息学分析和抗逆功能验证。根据数据库中OsSTAP1基因的cDNA序列设计引物，从日本晴中扩增获得全长1005bpCDS序列，编码334个氨基酸。该基因编码蛋白包含一个AP2保守结合结构域，能特异结合GCC-box（ERE元件），AP2结构域上具有保守的A14和D19，属于ERF亚家族。聚类分析发现OsSTAP1蛋白属于ERF亚家族的第4分支，与拟南芥的抗逆蛋白AT1g53910位于同

7、一分支。OsSTAP1基因转录调控区域存在激素响应、胁迫诱导相关顺式元件。GFP融合蛋白亚细胞定位结果显示OsSTAP1蛋白位于细胞核内。水稻经过不同激素和逆境胁迫处理后进行RT-PCR分析，结果显示OsSTAP1基因受到不同激素和逆境胁迫的诱导表达。通过农杆菌介导法转化水稻品种日本晴进一步分析OsSTAP1基因的耐盐功能。对转基因株系的RT-PCR检测和Southernblot检测发现，OsSTAP1基因整合到水稻基因组中并在大部分转基因株系中过量表达。在高盐胁迫下，转基因植株表现出较强的耐受力以及胁迫后恢复能力，并且转基因

8、株系叶片中的SOD、POD、CAT酶的活性比野生型高。研究结果表明，OsSTAP1基因响应多种激素和逆境胁迫的诱导表达，作用于细胞核内，通过结合下游目的基因启动子区域的GCC-box等顺式作用元件，调控相关基因的表达；OsSTAP1基因的过表达使转基因株系在盐胁迫下的氧化还原