水稻Rho GTP酶激活蛋白編碼基因OsRhoGAP1的特征分析.pdf

1、水稻OsRhoGAP1和OsRhoGAP2是通過酵母雙雜交篩選到的與水稻Rop蛋白OsRacD相互作用蛋白的編碼基因。前期研究提示，OsRacD可能參與水稻育性調(diào)控。為了研究OsRhoGAP1基因在水稻生長(zhǎng)發(fā)育過程中的作用，本研究分析比較了兩種OsRhoGAPs基因的序列特征以及在水稻不同發(fā)育階段的表達(dá)特性，進(jìn)一步分析了OsRhoGAP1的表達(dá)與外源植物激素的關(guān)系，預(yù)測(cè)和分析了該基因的啟動(dòng)子序列，構(gòu)建了OsRhoGAP1的植物過表達(dá)載體

2、，并轉(zhuǎn)化水稻，篩選陽性轉(zhuǎn)基因植株，為深入研究OsRhoGAP1的功能及調(diào)控機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
　　采用生物信息學(xué)方法對(duì)OsRhoGAP1和OsRhoGAP2進(jìn)行了序列特征分析和比較。水稻基因組序列數(shù)據(jù)庫的檢索顯示，OsRhoGAP1和OsRhoGAP2分別定位于12號(hào)和2號(hào)染色體上，兩個(gè)基因具有相似的基因結(jié)構(gòu)，都包含5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子。OsRhoGAP1的cDNA編碼區(qū)全長(zhǎng)1353bp，編碼450個(gè)氨基酸和1個(gè)終止密碼，OsRho

3、GAP2的cDNA編碼區(qū)全長(zhǎng)1320bp的編碼框，編碼439個(gè)氨基酸和1個(gè)終止密碼。兩個(gè)基因編碼蛋白都具有植物RhoGAP/RopGAP蛋白保守的序列特征，即含有RhoGAP和CRIB兩個(gè)保守結(jié)構(gòu)域，但在N端和C端序列的差異較大。系統(tǒng)進(jìn)化分析顯示，OsRhoGAP1與水稻OsRacGAP3相似性最高，OsRhoGAP2與玉米ZmRacGAP2相似性最高。
　　采用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)分析了OsRhoGAP1和OsRhoGAP2在水稻

4、不同發(fā)育階段的組織表達(dá)特性，結(jié)果顯示，這兩個(gè)基因在水稻不同發(fā)育階段均顯示廣泛表達(dá)的特征，并且二者的組織表達(dá)特性具有一致性，主要在細(xì)胞分裂旺盛的幼葉、幼根、幼穗，以及成熟根中高表達(dá)，提示它們可能參與了水稻相關(guān)生長(zhǎng)、發(fā)育、分化等過程。然而，OsRhoGAP1和OsRhoGAP2在特定發(fā)育階段的表達(dá)量存在差異，提示它們可能各自具有獨(dú)特的功能。
　　數(shù)據(jù)庫檢索和預(yù)測(cè)提示，OsRhoGAP1啟動(dòng)區(qū)含有光、植物激素、非生物脅迫應(yīng)答的元件。為確

5、定激素對(duì)該基因表達(dá)的影響，采用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)分析了6種植物激素對(duì)OsRhoGAP1表達(dá)的影響，結(jié)果顯示，ABA、SA、MeJA使OsRhoGAP1的表達(dá)先上調(diào)至3～4.1倍后出現(xiàn)下調(diào)，GA使之出現(xiàn)大幅度上調(diào)，最大幅度為6.4倍，而IAA和6-BA則使之迅速下調(diào)至0.2～0.3倍。說明該基因的表達(dá)受到多種植物激素信號(hào)的調(diào)控，尤其以GA、IAA和6-BA對(duì)該基因表達(dá)的影響最為顯著。
　　為了通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)鑒定OsRhoGAP1基因