水稻OsYABBY6基因克隆及功能研究.pdf

1、YABBY基因家族是一類專屬于種子植物的轉(zhuǎn)錄因子，在植物側(cè)生器官發(fā)育過(guò)程中起著重要的調(diào)控作用。YABBY基因在雙子葉模式植物擬南芥中研究比較充分，而單子葉植物中研究相對(duì)較少。雖然在單子葉模式植物水稻中YABBY基因家族的8個(gè)成員均已被克隆，但迄今只報(bào)道了DL，Os YABB Y1，OsYABBY3，Os YABB Y4和Os YABB Y5等5個(gè)YABBY基因的功能，而其余3個(gè)YABBY基因(Os YABB Y2，Os YABB Y6和

2、OsYABBY7)的功能還未見(jiàn)報(bào)道。在本研究中，為了探究YABBY基因家族對(duì)單子葉模式植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響，選取水稻YABBY基因家族OsYABBY6進(jìn)行生物信息學(xué)分析，并采用合成型轉(zhuǎn)錄因子的方法將轉(zhuǎn)錄抑制結(jié)構(gòu)域EAR融合于OsYABBY6的C-端而獲得轉(zhuǎn)基因株系CE-OsYABBY6，從而對(duì)Os YABB Y6進(jìn)行一個(gè)初步的功能分析，具體研究結(jié)果如下:
　　(1)利用生物信息學(xué)對(duì)OsYABBY6蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)OsYABBY

3、6的YABBY保守結(jié)構(gòu)域存在于第6-177個(gè)氨基酸區(qū)域，同時(shí)在N端包含一個(gè)C2C2型鋅指結(jié)構(gòu)域。對(duì)擬南芥和水稻中所有YABBY蛋白進(jìn)行生物進(jìn)化樹(shù)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水稻中OsYABBY6與OsYABBY1和OsYABBY2以及擬南芥AtYABBY2同屬于YABBY2類型。
　　(2)基因組織特異性表達(dá)的芯片分析發(fā)現(xiàn)Os YABB Y6在植株全身都有表達(dá)，其中葉的表達(dá)量最高，同時(shí)采用qRT-PCR分析了不同生長(zhǎng)時(shí)期OsYABBY6在水稻不

4、同組織器官中的相對(duì)表達(dá)量。結(jié)果與芯片分析相一致，OsYABBY6在根、胚、莖、葉片等組織中均有表達(dá)，其中在幼葉中表達(dá)量最高，暗示該基因可能在水稻的形態(tài)建成過(guò)程發(fā)揮了重要作用，在葉中影響更為顯著。
　　(3)將表達(dá)載體質(zhì)粒pCAMBIA1301 GW-Os YABBY6-EAR轉(zhuǎn)入粳稻品種Kitaake，并篩選出2個(gè)陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因株系:CE-OsYABBY6-16和CE-OsYABBY6-19，用于后續(xù)表型鑒定，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出葉片

5、朝近軸面卷曲葉綠素含量降低、半矮稈化、結(jié)實(shí)率降低的表型。
　　(4)對(duì)CE-OsYABBY6-16和野生型Kitaake接近成熟期的劍葉及稈第二節(jié)進(jìn)行細(xì)胞組織學(xué)表型觀察分析發(fā)現(xiàn)，與野生型相比，CE-OsYABBY6-16葉片橫切面中的非正常泡狀細(xì)胞束的數(shù)量和比率均顯著增加，CE-OsYABBY6-16莖稈薄壁細(xì)胞數(shù)目變多，長(zhǎng)度變短。說(shuō)明Os YABB Y6基因與葉片泡狀細(xì)胞、莖稈薄壁細(xì)胞的發(fā)育相關(guān)。
　　(5)我們進(jìn)一步用q

6、RT-PCR檢測(cè)了抽穗期轉(zhuǎn)基因株系CE-OsYABBY6和野生型劍葉及莖稈中細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)基因OsCYCD2，OsCYCD4，OsH4, OsEXPA和OsXTR。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與野生型相比，2個(gè)轉(zhuǎn)基因株系中無(wú)論劍葉還是莖稈的細(xì)胞周期與細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平均顯著升高。該結(jié)果說(shuō)明，Os YABB Y6對(duì)細(xì)胞增殖、分裂及生長(zhǎng)產(chǎn)生了顯著的影響，并最終導(dǎo)致了葉片及莖稈發(fā)育的異常。
　　綜上所述，本研究初步發(fā)現(xiàn)，水稻轉(zhuǎn)錄因子Os YAB