水稻過氧化物酶體型醛縮酶OsAld-Y的功能研究.pdf

1、葉綠素是地球上最豐富的有機(jī)物之一，作為光合系統(tǒng)中主要的光吸收色素，它能通過吸收光能和驅(qū)動(dòng)光合系統(tǒng)反應(yīng)中心的電子傳遞，促使植物吸收大氣中的CO2和水生成供植株生長發(fā)育的碳水化合物。因此，葉綠素對植物的生長發(fā)育和農(nóng)作物的產(chǎn)量有著非常重要的影響。黃葉突變體被認(rèn)為是探索葉綠素合成和葉綠體發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制的理想材料。為研究水稻葉綠素的代謝機(jī)制，我們從水稻T-DNA突變體庫中篩選到一個(gè)葉黃突變體，命名為ygdl-1。本文中，我們比較了突變體ygd

2、l-1與野生型水稻中花11在葉綠素合成、葉綠體結(jié)構(gòu)和植物糖代謝等方面的差異。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴與野生型水稻中花11相比，突變體ygdl-1中葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的含量明顯降低，這表明突變體的葉黃表型是由于色素含量的減少造成的。透射電子顯微鏡觀察葉綠體超微結(jié)構(gòu)顯示:與野生型相比，突變體的葉綠體中基粒片層數(shù)目減少，基粒垛疊排列也比較松散。⑵檢索水稻T-DNA插入突變體庫RMD發(fā)現(xiàn)，在突變體ygdl-1中，T-DNA

3、插入于編碼一個(gè)果糖-1，6-二磷酸醛縮酶的基因(OsAld-Y)的啟動(dòng)子內(nèi)，并大大降低了該基因的表達(dá)水平。Real-time PCR的定量結(jié)果顯示，OsAld-Y在葉片、莖干和葉鞘等綠色組織中表達(dá)量比較高，這強(qiáng)烈提示OsAld-Y很可能在水稻綠色組織中發(fā)揮作用。⑶利用氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)分析水稻中碳水化合物的含量顯示，與野生型水稻相比，突變體中的蔗糖和果糖含量明顯減少。同樣，突變體中參與細(xì)胞質(zhì)糖異生途徑的兩個(gè)關(guān)鍵酶果糖-1，6

4、-二磷酸酶(FBPase)和蔗糖磷酸酶(SPS1)的表達(dá)量也明顯降低。因此，我們認(rèn)為OsAld-Y很可能在糖異生途徑以及水稻中可溶性糖的積累過程中發(fā)揮作用。⑷大量研究表明，一個(gè)蛋白質(zhì)的功能主要與它所在的位置相關(guān)。在煙草表皮細(xì)胞瞬時(shí)表達(dá)GFP∷OsAld-Y融合蛋白發(fā)現(xiàn)，OsAld-Y是一個(gè)缺乏可識別過氧化物酶體靶序列卻定位在過氧化物酶體中的蛋白，這提示OsAld-Y參與的糖異生途徑可能與過氧化物酶體存在一定聯(lián)系。⑸結(jié)果表明OsAld-Y