收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水稻RACK1基因(OsRACK1)在盐胁迫响应中的功能研究

李大红  
【摘要】: RACK1蛋白属于一类含有WD-40重复结构蛋白家族的亚家族。WD-40重复蛋白是一类大的蛋白质家族,结构高度保守,广泛分布于真核生物和原核生物中,目前已鉴定到140多种蛋白属于WD-40重复蛋白家族。这类蛋白在多种生物生命活动过程中扮演非常重要的角色,如细胞信号转导、蛋白转运、细胞骨架的组装和解聚、RNA的加工、染色质的修饰及转录、细胞分裂、胞浆移动、细胞凋亡、光信号转导、细胞运动、开花、花序的发育以及分生组织的形成等。每个WD重复结构域包含40-60个氨基酸,WD结构域的N端一般是由Gly-His(GH)二肽组成的11到24个氨基酸残基,它的C端含有Trp-Asp(WD)二肽。最初RACK1蛋白被确定为蛋白激酶C(PKC)的受体,现在认为RACK1蛋白作为支架蛋白在多个信号转导途径中起重要作用。 已有研究结果表明,拟南芥AtRACK1参与了植物对渗透胁迫信号的响应过程,并且与植物忍耐渗透胁迫密切相关。以AtRACK1蛋白的氨基酸序列为模板对水稻基因组序列进行比对,我们找到两个与编码AtRACK1蛋白高度同源的基因。在蛋白质水平两者与AtRACK1蛋白的同一性和相似性分别达到70%和80%。推测水稻的RACK1(OsRACK1)可能与拟南芥RACK1(AtRACK1)具有相似的功能。 本研究以粳稻日本晴为研究材料,首先通过RT-PCR技术及T-A克隆法克隆了编码RACK1蛋白(NP-916988)的基因OsRACK1,并构建了OsRACK1基因的过表达载体和RNAi表达载体,再通过农杆菌介导的植物转化方法导入水稻并筛选出OsRACK1基因过表达和RNAi OsRACK1基因片段抑制表达的转基因植株,并进一步深入研究了OsRACK1基因在盐胁迫响应中的功能。主要结果如下: 1提取水稻总RNA,并对其完整性进行了检测。 2 RT法反转录合成了完整的OsRACK1基因的cDNA第一链,并以此为模板,用PCR技术扩增了双链OsRACK1的基因。序列分析表明,OsRACK1基因的大小为1199bp,包含了基因完整的编码序列,且与已发表的基因全序列完全相同,同源性达100%。 3构建了带有由35S启动子控制的GUS基因的水稻OsRACK1基因的过表达载体和RNAi表达载体,并通过农杆菌介导的植物转化方法将其导入粳稻日本晴基因组中。 4通过GUS染色进行初步的检测,然后对阳性植株进行基因组DNA PCR法鉴定,再用Southern blot对目的基因的真实性和拷贝数进行检测,最后通过RQ-PCR对OsRACK1基因的表达量进行鉴定获得了转基因水稻植株。 5应用RACK1过表达(OX-2)和抑制表达(R-2)的转基因植株T1代种子进行的萌发试验及相关生理生化指标分析结果表明,在盐胁迫条件下OX-2种子萌发要快于对照和R-2种子的萌发;OX-2种子的根长、根数及芽长同样高于对照和R-2的;而且前者的可溶性糖的含量也较高,但可溶性蛋白和ABA含量低于对照与R-2的。表明RACK1过表达促进了盐胁迫条件下的种子萌发。 6对相关转基因幼苗在盐胁迫条件下的生理分析结果表明,与对照(非转基因水稻)相比,在同样程度的盐胁迫条件下,RACK1过表达幼苗的相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量、氧化酶的活性和ABA含量均低于对照和R-2幼苗,而MDA含量和电导率高于对照和R-2植株。由此推测OsRACK1蛋白对幼苗耐盐性具有负调节作用。 7对OsRACK1基因在调节植株耐盐性生理与分子机理的进一步研究结果表明,OsRACK1过表达的转基因幼苗无论根还是叶的K/Na比均低于对照和OsRACK1表达受抑制的转基因幼苗,而OsRACK1表达受抑制的转基因幼苗根系对K的吸收和运输均大于对照和过表达转基因幼苗。在盐胁迫下,OsRACK1表达受抑制的转基因幼苗内源ABA的含量显著高于OsRACK1过表达的转基因幼苗和对照。与无盐胁迫处理相比,盐胁迫处理显著促进了DREB1和P5CS的表达,但各基因型间差异不明显。外源ABA处理显著促进了P5CS的表达,但对DREB1的表达无作用。RACK1基因的表达不受盐胁迫和外源ABA影响,在盐胁迫下转基因水稻内源ABA的含量与RACK1的表达量成负显著相关性。 根据以上研究并结合前人的研究结果,推测OsRACK1对盐胁迫条件下种子萌发和幼苗生长的调节机制不同;OsRACK1对幼苗耐盐胁迫具有负调节作用,当OsRACK1基因表达受到抑制后,通过某种机制调节ABA合成,进而提高了水稻对盐胁迫的忍耐性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 周斌伟;张娅;王仁雷;刘青;徐艳丽;;不同耐盐性水稻幼苗叶绿体光能转化特性对盐胁迫的反应[J];安徽农业科学;2008年01期
2 於卫东;蒋靓;庄杰云;樊叶杨;沈波;;盐胁迫下水稻部分生化性状的QTL定位[J];核农学报;2009年01期
3 姚晓华;张志斌;;HVA1基因的同源克隆及其转基因植物耐逆性研究进展[J];广东农业科学;2011年14期
4 徐芬芬;叶利民;潘维华;;外源水杨酸对盐胁迫下水稻幼苗生长的影响[J];广东农业科学;2009年09期
5 肖强;陈娟;吴飞华;郑海雷;;外源NO供体硝普钠(SNP)对盐胁迫下水稻幼苗中叶绿素和游离脯氨酸含量以及抗氧化酶的影响[J];作物学报;2008年10期
6 陈观平;王慧中;施农农;陈受宜;;Na~+/H~+逆向转运蛋白与植物耐盐性关系研究进展[J];中国生物工程杂志;2006年05期
7 赵姝丽;陈温福;马殿荣;赵飞;;盐胁迫对水稻叶片气孔特性的影响[J];垦殖与稻作;2006年06期
8 唐宏琨;曾洪梅;杨秀芬;毛建军;袁京京;邱德文;;真菌源蛋白类激发子及其转基因植物研究进展[J];中国生物防治;2010年04期
9 华春,王仁雷;盐胁迫对水稻叶片光合效率和叶绿体超显微结构的影响[J];山东农业大学学报(自然科学版);2004年01期
10 孙建昌;王兴盛;杨生龙;;植物耐盐性研究进展[J];干旱地区农业研究;2008年01期
11 任丽丽;任春明;赵自国;;植物耐盐性研究进展[J];山西农业科学;2010年05期
12 王仁雷,华春,刘友良;盐胁迫对水稻光合特性的影响[J];南京农业大学学报;2002年04期
13 周卫,马敬坤,王志强,叶雄,张楚富;等渗水分和盐胁迫对水稻幼苗叶片氨同化的影响[J];武汉大学学报(理学版);2005年04期
14 汪本勤;;植物耐盐机制研究进展[J];河北农业科学;2007年03期
15 杜洪艳;汪孙军;柏彦超;白寅;蔡树美;沈淮东;陈峰;钱晓晴;;氯化钠和氮形态对水稻叶片丙二醛及叶绿素含量的影响[J];江苏农业科学;2008年03期
16 符秀梅;朱红林;李小靖;吴辉;何桂桦;谢俊;陈银华;;盐胁迫对水稻幼苗生长及生理生化的影响[J];广东农业科学;2010年04期
17 马进;刘志高;郑钢;;差异蛋白质组学及其在植物盐胁迫响应研究中的应用[J];浙江农林大学学报;2011年01期
18 王仁雷;华春;周峰;周泉澄;周斌伟;;盐胁迫对水稻幼苗类囊体膜脂肪酸组分的影响[J];安徽农业科学;2008年28期
19 沈波;蒋靓;於卫东;樊叶杨;庄杰云;;水稻苗期盐胁迫下叶绿素荧光参数的QTL分析[J];中国水稻科学;2009年03期
20 冀芦沙;贺立龙;王洪霞;郭尚敬;;拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450的表达及功能鉴定[J];安徽农业科学;2010年27期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董慧;甄志芹;龚清秋;王宁宁;;AtACS7在拟南芥响应高温和盐胁迫中的作用[A];植物分子生物学与现代农业——全国植物生物学研讨会论文摘要集[C];2010年
2 丁冬;汪航;高友军;邹锡玲;张祖新;郑用琏;;利用cDNA芯片技术和消减杂交技术研究玉米苗期盐胁迫抗性相关基因及其分子机制[A];湖北省暨武汉市生物化学与分子生物学学会第八届第十七次学术年会论文汇编[C];2007年
3 姚建仁;邵向东;郑永权;;生物工程技术与农药工业[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
4 蔡伟明;;培育PgTIP1转基因植物的研究[A];全国植物分子育种研讨会摘要集[C];2009年
5 严顺平;苏维埃;汤章城;孙卫宁;;水稻根中盐胁迫响应蛋白的蛋白质组学的分析[A];中国蛋白质组学第二届学术大会论文摘要论文集[C];2004年
6 肖荣凤;蔡鸿娇;刘波;;转基因植物及其生态安全[A];食品安全的理论与实践——福建省科协第四届学术年会“食品安全与农民增收”分会场暨福建省农学会第五届青年学术年会论文集[C];2004年
7 叶武威;喻树迅;王俊娟;樊宝相;赵云雷;;盐胁迫下棉花耐盐相关基因差异表达分析[A];中国棉花学会2008年年会论文汇编[C];2008年
8 房经贵;刘艳红;杨光;章镇;陶建敏;;我国果树遗传转化研究现状的分析(摘要)[A];第二届全国果树分子生物学学术研讨会论文集[C];2009年
9 赵福庚;刘友良;;盐胁迫下大麦根系多胺含量变化与耐盐性的关系[A];中国青年农业科学学术年报[C];2002年
10 燕丽萍;夏阳;梁慧敏;王珍珍;李双云;刘翠兰;庞彩红;;紫花苜蓿转BADH基因及其后代耐盐性分析[A];中国草学会饲料生产委员会第15次饲草生产学术研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李大红;水稻RACK1基因(OsRACK1)在盐胁迫响应中的功能研究[D];扬州大学;2008年
2 严顺平;水稻响应盐胁迫和低温胁迫的蛋白质组研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2006年
3 万丙良;水稻CDPKs基因的表达及其功能研究[D];华中农业大学;2007年
4 陆一鸣;短芒大麦盐胁迫相关基因的克隆及其功能分析[D];中国人民解放军军需大学;2003年
5 刘永霞;硅对金丝小枣盐胁迫的缓解效应及其机理[D];南京林业大学;2007年
6 吴雪霞;外源一氧化氮对盐胁迫下番茄幼苗生理特性影响的研究[D];南京农业大学;2007年
7 孙健;胡杨响应盐胁迫与离子平衡调控信号网络研究[D];北京林业大学;2011年
8 于中连;烟草NADPH氧化酶在Na~+、Cu~(2+)胁迫中的活性变化及其作用[D];中国农业大学;2005年
9 杜伟;诱导型激活拟南芥突变体库的构建以及AtCRK3生化、表达分析[D];武汉大学;2005年
10 史仁玖;多枝赖草(Leymus multicaulis)盐胁迫应答相关基因的克隆及表达分析[D];南京农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹丹丹;OsRACK1在水稻种子萌发期响应干旱和盐胁迫的功能分析及其融合蛋白的表达和纯化[D];扬州大学;2010年
2 陈静;稻种资源耐冷性鉴定及水稻逆境反应基因OsNADPH1的克隆[D];四川农业大学;2006年
3 周卫;渗透胁迫对水稻氨同化酶的影响[D];武汉大学;2004年
4 朱翔;盐胁迫下西伯利亚蓼cDNA文库构建及表达序列标签(EST)分析[D];东北林业大学;2003年
5 赵雅丽;垂穗披碱草液泡膜H~+-ATPase在盐胁迫下的响应机制[D];内蒙古农业大学;2007年
6 刘卉;水稻RACK1基因(OsRACK1)在干旱胁迫响应中的功能研究[D];扬州大学;2008年
7 武金华;盐胁迫下紫杆柽柳cDNA文库构建及表达序列标签(EST)分析[D];东北林业大学;2004年
8 杨涓;盐胁迫下枸杞糖蛋白及糖代谢变化的研究[D];宁夏大学;2004年
9 于影;转柽柳LEA基因烟草耐盐性分析[D];东北林业大学;2006年
10 黄丽;槲寄生与寄主红树植物之间水分和营养研究[D];厦门大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 方圆;水稻叶片发黄、发白、有红褐斑主要由生理性因素引起[N];江苏农业科技报;2010年
2 方圆;近期低温造成水稻叶片发黄[N];江苏农业科技报;2010年
3 记者 程范淦;我省转基因植物试验设施建成开放[N];海南日报;2010年
4 记者 丁洪美;2010年全球转基因植物种植超亿公顷[N];中国绿色时报;2011年
5 记者 姜云飞阎红;杨胜利:转基因大豆是安全的 杨涣明:坚决支持转基因植物[N];大连日报;2008年
6 黄世耀;也说转基因植物[N];福建科技报;2002年
7 周盈;转基因植物利弊互现[N];中国高新技术产业导报;2002年
8 继成;转基因植物产“药”[N];医药经济报;2002年
9 记者 王心见;加找到防转基因植物扩散方法[N];科技日报;2003年
10 孟庆鹏 郭坚华;世界转基因植物研究的进展[N];农民日报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978