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《华南农业大学》 2018年
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OsMYB48-1转录因子的功能研究

王晨  
【摘要】:转录因子通过参与真核生物中目的基因的表达调控,从而实现它在植物生长发育及生理生化反应中的调控作用。已报道有关水稻生长发育的转录因子家族有很多种,其中MYB转录因子是最常见的家族之一。根据N端51-52个氨基酸残基组成的高度保守的MYB结构域的重复个数,将植物中的MYB转录因子分成四个亚类:一个MYB结构域的1R-MYB,两个相邻MYB重复结构域的R2R3-MYB,三个相邻MYB重复结构域的3R-MYB及四个相邻MYB重复结构域的4R-MYB。其中,R2R3-MYB是数量最大、功能研究最多的亚家族。本文以水稻为材料,通过上调水稻同源基因OsMYB48-1的表达,CRISPR-Cas9基因编辑OsMYB48-1,鉴定OsMYB48-1的功能。主要研究结果如下:OsMYB48存在两种可变剪切方式,分别命名为OsMYB48-1和OsMYB48-2。OsMYB48-1的完整ORF为633 bp,编码210个氨基酸,具有两个重复保守的MYB结构域,属于R2R3-MYB转录因子家族。对OsMYB48-1进行蛋白序列分析,结果表明它是一个不稳定的亲水性蛋白,与拟南芥AtMYB59的亲缘关系最近。酵母自激活实验结果说明OsMYB48-1具有转录激活活性。亚细胞定位结果表明,OsMYB48-1定位在细胞核中。通过实时荧光定量PCR的方法分析OsMYB48-1的表达模式,该基因在野生型水稻幼苗根中的表达量最高。OsMYB48-1的表达受脱水胁迫、盐胁迫和ABA的诱导,而冷胁迫对OsMYB48-1的表达有抑制作用。获得了超表达OsMYB48-1的转基因水稻和CRISPR-Cas9基因编辑OsMYB48-1的水稻纯合体植株,并进行表型观察和抗性分析。超表达OsMYB48-1加快了转基因水稻种子萌发阶段根的伸长速度,提高种子结实率和千粒重,成熟叶片的木质素含量也有所增加,同时也增强了转基因水稻的抗渗透胁迫能力和耐盐性;而CRISPR-Cas9基因编辑OsMYB48-1的水稻植株则无明显的表型特征和抗性。这些结果表明,OsMYB48-1具有调控水稻生长发育,提高水稻抗旱性和耐盐性的功能。
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