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水稻OsWRKY10转录因子的功能初析

邬亚文  
【摘要】:从水稻T-DNA插入突变体库中筛选到一个生育期延迟突变体,该突变体主要表现为生育期延迟、植株矮化、叶色变深、叶角张大、根系变短。遗传分析表明该突变体受一对隐性单基因控制。对突变体及其后代分离群体及杂交后代做Basta抗性检测,证实该突变体是由T-DNA插入引起的,突变性状与T-DNA共分离。并通过PCR和Southern杂交结果得到进一步验证。 通过Tail-PCR的方法,已克隆到与此突变性状相关的基因,与NCBI数据库比对后发现该基因序列与GenBank库中水稻第1染色体2个相互重叠的PAC克隆AP002744和AP002839具有高度的同源性,进一步研究发现T-DNA插入到WRKY家族转录因子OsWRKY10的5'-UTR中,命名为OsWRKY10。序列分析表明OsWRKY10基因组DNA全长为2272 bp,含381 aa,其最大阅读开放框为1118 bp。蛋白质序列分析表明OsWRKY10蛋白中包含1个典型的WRKY结构域后接一个C_2H_2锌指基序,因此属于水稻WRKY家族第2族中的a亚族。它还具有转录因子核定位信号和丰富的调节蛋白基序。 植物WRKY基因编码的转录因子参与生物与非生物胁迫及发育等多种生理过程,为了研究这一超级转录因子家族在水稻上的功能,构建了包含WRKY保守结构域的dsRNA发夹结构干涉载体,用农杆菌介导法转野生型亲本中花11幼胚,得到9个有干涉表型的株系,干涉率为。13.8%。PCR和Southern结果表明dsRNA已整合入中花11的基因组中,且多数为单拷贝。结合T-DNA插入的WRKY突变体植株T456,研究了其中的3个干涉苗和T456对稻瘟病、白叶枯病和褐飞虱的抗性,发现3个干涉苗均比T456和中花11抗稻瘟病和白叶枯病,而T456又比中花11略抗稻瘟病和白叶枯病,但它们都不抗褐飞虱,表明dsRNA干涉是成功的,它可能干涉或抑制了某些OsWRKY家族中与抗性相关的基因,也说明OsWRKY10可能参与调控与植物抗病性有关的基因。 用不同浓度的外源生长素(IAA、NAA、IBA、2,4-D)处理T456和中花11根系的研究结果表明,T456比中花11更耐高浓度生长素的胁迫。激素处理后的根系Northern杂交结果表明,生长素IAA诱导根系中OsWRKY10基因的表达,而ABA抑制该基因的表达,预示着存在一个复杂的激素调控途径。同时,还表明OsWRKY10基因可能受红光诱导,与光信号传导也有一定关联。


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