水稻異三聚體G蛋白γ亞基RGG1和RGG2的功能分析.pdf

1、水稻產(chǎn)量繼甘蔗和玉米之后位居世界第三。獲得高產(chǎn)水稻是水稻育種的首要目標(biāo)，同時(shí)對(duì)保護(hù)糧食安全也起到非常重要的作用。異源三聚體G蛋白與信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)，影響多個(gè)生物生長發(fā)育過程。G蛋白通常有α、β和γ亞基組成，在水稻中，G蛋白α，β亞基的功能已有報(bào)道，γ亞基GS3和qPE9-1也已被克隆，而G蛋白γ亞基的另外兩個(gè)成員RGG1和RGG2的功能尚不清楚。
　　為了解析RGG1和RGG2的生物學(xué)功能，本研究用CRISPR/Cas9系統(tǒng)構(gòu)建了RG

2、G1和RGG2基因的突變體，還構(gòu)建了RGG1和RGG2的過表達(dá)轉(zhuǎn)基因苗。測(cè)序分析表明，利用CRISPR/Cas9技術(shù)獲得的轉(zhuǎn)基因突變體有三種類型，分別有插入，缺失，和替換。對(duì)獲得的rgg1突變體以及RGG2過表達(dá)植株進(jìn)行考種分析，RGG2過表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株與其親本武運(yùn)粳7號(hào)(9522)相比，株高明顯變矮但是單株穗粒數(shù)明顯增加，然而rgg1突變體與其親本中花11相比，產(chǎn)量有所減少。在植物中，G蛋白通過非典型機(jī)制和效應(yīng)蛋白傳遞信號(hào)控制植物生

3、長、細(xì)胞增殖、防衛(wèi)、氣孔運(yùn)動(dòng)、離子通道、糖感應(yīng)和一些激素的響應(yīng)。為了進(jìn)一步研究RGG2的功能，我們?cè)O(shè)計(jì)了一組缺鉀實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為RGG2基因表達(dá)量上調(diào)的植株在全營養(yǎng)液無鉀元素條件下，長勢(shì)好于對(duì)照9522，在全營養(yǎng)液中RGG2基因表達(dá)上調(diào)的轉(zhuǎn)基因植系明顯矮于對(duì)照9522。該實(shí)驗(yàn)表明，RGG2可能參與鉀離子通道的調(diào)控。我們對(duì)9522和過表達(dá)株系進(jìn)行相關(guān)基因的表達(dá)分析，分別第缺鉀0天，6小時(shí)，1天，3天，5天取樣做表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)RGG2基因在