OsLIR1參與水稻碳磷平衡的機(jī)制研究.pdf

1、植物養(yǎng)分吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)與利用都受到植物內(nèi)源周期節(jié)律的調(diào)控。本研究通過(guò)分析水稻磷信號(hào)中心調(diào)控因子PHR2基因超表達(dá)植株OsPHR2(O)與RNAi干涉植株OsPHR2(RI)基因芯片數(shù)據(jù)，篩選到一個(gè)與植物內(nèi)源節(jié)律相關(guān)的基因OsLIR1，該基因在OsPHR2(O)轉(zhuǎn)基因材料中，表達(dá)受到抑制，而在OsPHR2(RI)轉(zhuǎn)基因材料中變化不明顯。通過(guò)對(duì)其基因功能的研究，得到以下結(jié)論:
　　 1、水稻OsLIR1基因表達(dá)受光周期調(diào)控，在光照結(jié)束時(shí)

2、表達(dá)最高，黑暗條件下表達(dá)逐漸降低，并在次日光照前達(dá)到最低值;該基因在葉片中呈高豐度表達(dá)，在根里表達(dá)則相對(duì)較低;葉與根中，其表達(dá)均受到缺磷抑制，尤其在根中抑制強(qiáng)烈。
　　 2、通過(guò)OsLIR1::GFP融合蛋白在洋蔥表皮與煙草葉中的瞬時(shí)表達(dá)得知該蛋白定位于質(zhì)體與葉綠體;分析OsLIR1基因啟動(dòng)子接GUS報(bào)告基因的轉(zhuǎn)基因材料表明，其在根尖，根的皮層細(xì)胞，莖的皮層細(xì)胞以及葉肉細(xì)胞，穗的穎殼中均有表達(dá)。
　　 3、35S接OsL

3、IR1基因超表達(dá)與RNAi干涉轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)為生長(zhǎng)受到抑制，花粉活力降低，結(jié)實(shí)率減少和葉尖早衰的現(xiàn)象。
　　 4、對(duì)OsLIR1基因超表達(dá)與RNAi干涉植株體內(nèi)磷含量的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，其有效磷與全磷較野生型均有顯著升高，表現(xiàn)為磷積累。在正常供磷下，定量PCR分析表明:OsLIR1增強(qiáng)與干涉轉(zhuǎn)基因植株中磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體OsPT2、OsPT6、OsPT8和OsPT9的表達(dá)均上調(diào)，磷信號(hào)響應(yīng)基因OsSQD2、OsPAP10、OsIPS、OsPH

4、02的表達(dá)變化不顯著，除了OsmiR399d在低表達(dá)點(diǎn)與高表達(dá)點(diǎn)均受抑制。
　　 5.測(cè)定OsLIR1基因超表達(dá)植株與RNAi干涉植株體內(nèi)淀粉和蔗糖含量，得知在光照前，OsLIR1增強(qiáng)與干涉轉(zhuǎn)基因植株淀粉與蔗糖含量與野生型相比均顯著升高。在光照結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)基因株系的蔗糖和淀粉含量與野生型相比無(wú)明顯差異，結(jié)果顯示該基因可能參與調(diào)控葉中瞬時(shí)淀粉在夜間的降解。
　　 6.通過(guò)分析OsLIR1基因超表達(dá)植株與RNAi干涉植株中植物

5、內(nèi)源節(jié)律基因OsCCA1，OsTOC1，OsPCL1的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)夜晚基因OsTOC1，OsPCL1的表達(dá)振幅在OsLIR1增強(qiáng)與干涉轉(zhuǎn)基因株系中顯著降低，而早晨基因OsCCA1的表達(dá)則沒(méi)有受到影響。因此認(rèn)為該基因可能處于植物內(nèi)源節(jié)律調(diào)控系統(tǒng)的夜晚反饋環(huán)中，對(duì)夜晚基因的表達(dá)具有調(diào)控作用。
　　 OsLIR1基因作為植物內(nèi)源節(jié)律基因，參與了植物體內(nèi)的碳平衡和磷平衡，因此研究該基因的功能對(duì)我們研究周期節(jié)律與碳磷平衡之間的關(guān)系有著重要的