两个水稻品种镉积累相关基因表达及其分子调控机制-论文.pdf

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1、作物学报ACTAAGRONOMICASINICA2014，40(4)：581—590http：／／zwxb．chinacrops．org／ISSN0496-3490；CODENTSHPA9E-mail：xbzw@chinajourna1．net．cnDoI：10．3724／SP．J．1006．2014．00581两个水稻品种镉积累相关基因表达及其分子调控机制黄志熊，2王飞娟2蒋晗2李志兰。丁艳菲2江琼陶月良4朱诚，2，浙江大学生命科学学院／生理生化国家重点实验室，浙江杭州310058；中国计量学院生命科学学院／浙江省生

2、物计量及检验检疫技术重点实验室，浙江杭州310018；浙江省自然科学基金委员会，浙江杭州310012；温州大学生命与环境科学学院，浙江温州325035摘要：内源小干扰RNAs(smallinterferingRNAs，siRNAs)和DNA甲基化在植物生长发育和适应环境胁迫中调控基因的表达。对于植物来说，镉(Cadmium，Cd)是一种非必需且具有毒性的元素。为研究DNA甲基化和siRNAs在水稻(OryzasativaL．)Cd积累相关基因表达调控方面的作用，比较了cd高积累品种(秀水1lo)和cd低积累品种(秀水1

3、1)中Cd积累相关基因的表达情况。结果表明，在秀水110和秀水11叶片中，除植物Cd抗性蛋白(plantcadmiumre．sistanceprotein，PCR)基因家族成员OsPCR1的表达水平呈现出显著的差异外，其他cd积累相关基因的表达水平不存在显著的差异。说明OsPCR1基因可能参与调控水稻体内cd的积累。利用荧光实时定量PCR(qRT-PCR)技术研究了水稻叶片中siRNA表达水平在水稻5个不同生长发育期中的变化情况。数据显示水稻叶片中与OsPCR1基因外显子2匹配的siRNA的丰度和OsPCR1基因的表达

4、水平呈负相关。进一步利用McrBC—qRT-PCR技术研究OsPCR1基因外显子2甲基化水平在水稻5个不同生长发育期中的变化情况表明，在Cd处理条件下水稻叶片中OsPCR1基因外显子2甲基化水平和该基因的表达水平也呈负相关。说明，在水稻体内Cd积累的过程中，该siRNA和OsPCR1基因外显子2甲基化可能参与调控OsPCR1基因的表达。这些结果对于研究OsPCR1基因的功能和培育Cd低积累水稻品种具有重要的理论指导意义。关键词：siRNA；DNA甲基化；OsPCR1；水稻；Cd积累ComparisonofCadmium

5、-Accumulation-AssociatedGenesExpressionandMolecularRegulationMechanismbetweenTwoRiceCultivars(OryzasativaL．subspeciesjaponica)HUANGZhi—Xiong，rANGFei—Juan，JIANGHan，LIZhi—Lan，DINGYan—Fei，JIANGQiong，TAOYue—Liang．andZHUCheng’’。StateKeyLaboratoryofPlantPhysiologyandB

6、iochemistry,CollegeofLifeSciences，ZhejiangUniversity,Hangzhou310058，China；ZhejiangProvincialKeyLaboratoryofBiometrologyandInspectionandQuarantine，CollegeofLifeSciences，ChinaJiliangUniversity,Hangzhou310018，China；NatureScienceFoundationCommitteeofZhejiangProvince

7、，Hangzhou310012，China；CollegeofLifeandEnvironmentSciences，Wen—zhouUniversity,WenzhOU325035，ChinaAbstract：Inplants，asinothereukaryotes，endogenoussmallinterferingRNAsfsiRNAs1，aclassofsmallnon．codingRNAS，andDNAmethylationregulategeDeexpressionindevelopmentalprocess

8、esandadaptatingtoenvironmenta1stresses．includingCdstress．CadmiumfCd)iSanon．essentialheavymetalandhighlytoxictoplants．ToinvestigatetheregulatoryroleofsiRNASandDNAmethy