水稻OsCTE3耐冷功能分析及冷脅迫響應OsSADMC功能標記的研究.pdf

1、水稻是一種喜溫作物，對溫度變化反應敏感，在低于15-20℃時就會對其正常生長產(chǎn)生不利影響?，F(xiàn)在低溫冷害已成為影響我國水稻的品質(zhì)、高產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)的主要限制因素之一。水稻作為主要的糧食作物，提高其抗逆性尤為重要，因此發(fā)掘改善水稻抵抗非生物脅迫能力的基因，鑒定耐冷水稻種質(zhì)資源、克隆耐冷基因、開發(fā)耐冷功能標記，并通過分子標記輔助育種的策略培育耐冷水稻新品種是目前解決冷害對水稻產(chǎn)生不利影響的重要途徑。
　　本研究選擇泛素連接酶(E3，Ubiqu

2、itin-protein ligase)家族中的一個基因OsCTE3作為耐冷候選基因，對其進行初步的功能分析，得到如下結(jié)果：
　　1.對OsCTE3蛋白進行了序列分析，發(fā)現(xiàn)其具有能特異識別底物的保守位點鋅指環(huán)結(jié)構(gòu)域，并通過對OsCTE3啟動子上順式元件進行分析發(fā)現(xiàn)調(diào)控區(qū)域存在與冷脅迫相關的順式元件，推測其可能參與水稻的低溫脅迫途徑。
　　2.對OsCTE3進行響應外界環(huán)境脅迫表達模式分析，激素處理（ABA、6BA和ACC）和

3、脅迫條件（20％PEG滲透脅迫、鹽脅迫和冷脅迫）下都可以誘導OsCTE3的表達。
　　3.構(gòu)建了OsCTE3的GFP融合表達載體，并進行亞細胞定位，發(fā)現(xiàn)OsCTE3定位于細胞核內(nèi)；同時構(gòu)建OsCTE3的過表達載體并進行遺傳轉(zhuǎn)化，獲得8個OsCTE3的過表達轉(zhuǎn)基因株系；并通過Southern blot檢測，從結(jié)果中可以看到OsCTE3已被整合到水稻基因組中。
　　4.對獲得的轉(zhuǎn)基因株系進行耐冷表型鑒定，發(fā)現(xiàn)過表達OsCTE3可

4、以提高水稻的耐冷性。在低溫處理后，對OsCTE3過表達株系的SOD、POD、CAT的酶活和可溶性糖進行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)過表達轉(zhuǎn)基因株系中三種酶的活性比野生型強，并且可溶性糖的含量也較高。
　　本研究選擇OsSADMC基因作為功能標記基因，對其進行功能標記的開發(fā)和利用，得到下列結(jié)果：
　　1.對95份水稻種質(zhì)資源進行苗期耐冷性鑒定，鑒定出10份苗期耐冷（存活率≥60%）和9份敏感的材料（存活率為零）。
　　2. S-腺苷甲

5、硫氨酸脫羧酶(SAMDC，S-Adenosylmethionine decarboxylase)是植物中調(diào)控多胺合成代謝過程的關鍵酶，也是催化腺苷甲硫氨（SAM，S-Adenosylmethionine）形成脫羧S-腺苷甲硫氨（dcSAMDC，decarboxylated S-adenosyl methionine）的關鍵酶，參與植物響應外界環(huán)境脅迫的過程。
　　3.對水稻OsSADMC基因進行了表達分析，發(fā)現(xiàn)正常條件和冷脅迫處理

6、條件下該基因在耐冷品種中的表達量都顯著高于在冷敏感品種中的表達量。
　　4.通過對耐冷材料麗江新團黑谷（LTH）和冷敏感材料IR29的CDS區(qū)域進行克隆和測序分析，在兩個品種間鑒定了10個SNP位點，其中第749堿基處存在的一個堿基變異（C突變?yōu)門），從而使絲氨酸變?yōu)榱涟彼?。并根?jù)其中一個SNP位點設計了OsSADMC的功能標記SADMC-CAPS1，該標記可以準確的鑒定出19份具不同耐冷性水稻種質(zhì)資源OsSADMC的基因型和品種