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水稻耐低磷胁迫相关转录因子OsPTF1研究

吴忠长  
【摘要】:我们通过对磷高效水稻Kasalath差减扣除文库中的ESTs进行筛选和分析,发现一个编码bHLH类蛋白的转录因子,我们命名它为OsPTF1,并对其进行了深入研究,结果如下: 采用RACE的方法,我们克隆了OsPTF1基因的全长cDNA。通过Southern杂交分析,表明该基因在水稻基因组中是单拷贝的,基因组序列分析,表明它是由8个外显子组成。它定位于第6条染色体,落在分子标记C498和R1954之间的一个耐低磷QTL上。通过对亲本的OsPTF1序列分析,发现磷低效Nippornbare的PTF1第416位脯氨酸在磷高效的Kasalath中被替换成苏氨酸存在着基因型差异。 OsPTF1与GFP融合蛋白定位于细胞核中。通过凝胶阻滞实验证明,原核表达的OsPTF1蛋白能够与E-box序列中的G-box类型结合。此外,靠近N末端的氨基酸序列具有自激活功能。以上证据表明,OsPTF1是一个bHLH类的转录因子。 通过RT-PCR和Northern杂交分析,表明在磷饥饿条件下该基因在根中被诱导表达,而在叶中是组成型表达。通过报道基因和RNA原位杂交分析表明,OsPTF1在叶片各组织中均表达,在侧根和根的韧皮部区域表达,但在表皮细胞中不表达。 在低磷条件下(0.5 mg P/L),OsPTF1基因的增强表达使的植株的干物重和磷含量比野生型的高30%以上,而在OsPTF1基因的RNA干涉植株中则比野生型低20—30%。但是在高磷情况下(10 mg P/L),基因敲除株系的干物重和磷含量也显著的降低,分别降低30%和20%左右。瞬时磷吸收速度的测定结果表明,OsPTF1超表达的转基因水稻提高了植株对磷的瞬时磷吸收速度。转基因水稻的研究表明,OsPTF1是一个磷饥饿诱导参与耐低磷的转录因子。


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