水稻抗逆候選基因OsSTAP1的功能分析.pdf

1、乙烯應(yīng)答因子(Ethylene Responsive Factors，ERFs)是植物特有的AP2/EREBP轉(zhuǎn)錄因子亞家族，參與植物的生長發(fā)育、新陳代謝、抗病及各種非生物脅迫的應(yīng)答過程。植物的脅迫應(yīng)答過程是一個多途徑、多基因參與的復(fù)雜調(diào)控過程。發(fā)掘水稻抗逆功能候選基因并驗證其功能，有助于完善水稻響應(yīng)環(huán)境脅迫的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和生理調(diào)控機制，為基因工程培育抗逆新品種提供基因資源。
　　本研究前期采用基因芯片技術(shù)分析水稻品種日本晴苗期在

2、不同非生物脅迫處理下的表達譜變化，檢測到42個脅迫差異表達的AP2/EREBP基因，其中有2個基因應(yīng)答所有脅迫反應(yīng)。本研究對其中一個基因（Os03g0183000）進行進一步生物信息學分析和抗逆功能驗證。根據(jù)數(shù)據(jù)庫中OsSTAP1基因的cDNA序列設(shè)計引物，從日本晴中擴增獲得全長1005bp CDS序列，編碼334個氨基酸。該基因編碼蛋白包含一個AP2保守結(jié)合結(jié)構(gòu)域，能特異結(jié)合GCC-box（ERE元件），AP2結(jié)構(gòu)域上具有保守的A14

3、和D19，屬于ERF亞家族。聚類分析發(fā)現(xiàn)OsSTAP1蛋白屬于ERF亞家族的第4分支，與擬南芥的抗逆蛋白AT1g53910位于同一分支。OsSTAP1基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域存在激素響應(yīng)、脅迫誘導相關(guān)順式元件。GFP融合蛋白亞細胞定位結(jié)果顯示OsSTAP1蛋白位于細胞核內(nèi)。水稻經(jīng)過不同激素和逆境脅迫處理后進行RT-PCR分析，結(jié)果顯示OsSTAP1基因受到不同激素和逆境脅迫的誘導表達。
　　通過農(nóng)桿菌介導法轉(zhuǎn)化水稻品種日本晴進一步分析Os

4、STA P1基因的耐鹽功能。對轉(zhuǎn)基因株系的RT-PCR檢測和Southern blot檢測發(fā)現(xiàn)，OsSTAP1基因整合到水稻基因組中并在大部分轉(zhuǎn)基因株系中過量表達。在高鹽脅迫下，轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出較強的耐受力以及脅迫后恢復(fù)能力，并且轉(zhuǎn)基因株系葉片中的SOD、POD、CAT酶的活性比野生型高。研究結(jié)果表明，OsSTAP1基因響應(yīng)多種激素和逆境脅迫的誘導表達，作用于細胞核內(nèi)，通過結(jié)合下游目的基因啟動子區(qū)域的GCC-box等順式作用元件，調(diào)控相