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EXPA7亚家族调控水稻根毛伸长机制研究

俞志明  
【摘要】:根毛是植物从土壤中吸收养分及水分的重要器官,并提供一个根系与微生物互作的环境。根毛发育可分为三个阶段:细胞命运决定,根毛起始,及根毛伸长。植物根毛的机制研究目前主要集中在拟南芥中,水稻中报道较少。在拟南芥的报道中发现AtEXPA7与AtEXPA18与根毛的发育有关,但是AtEXPA7的T-DNA插入纯合突变体没有发现任何根毛突变表型。推测可能是同源基因AtEXPA18的功能互补,也可能由于EXPANSIN家族其他功能冗余的基因。 在水稻中,OsEXPA17基因发生点突变后,出现了短根毛表型。采用RNAi技术,抑制该基因表达也出现了短根毛表型。由此证实,点突变导致了OsEXPA17蛋白质失去了功能。点突变使第104位的氨基酸序列发生改变,由Gly变成了Arg。根据已报道的ZmEXPB1晶体结构分析推知,OsEXPA17第103位及第106位处的两个半胱氨酸,它们分别与第74位及第180位半胱氨酸形成二硫键。因此推测可能由于G104R的改变而使这两个二硫键形成受到了影响,而导致OsEXPA17蛋白功能丧失。 同源基因OsEXPA30, AtEXPA7互补实验发现,OsEXPA30能够部分回复OsexpA17短根毛表型,AtEXPA7也同样能够部分回复OsexpA17短根毛表型。说明EXPA7亚家族对根毛伸长功能是保守的。 通过质壁分离发现,OsEXPA17、OsEXPA30及OsexpA17是个一个膜蛋白。


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