水稻T-DNA插入突變體側(cè)翼序列的分離和水稻DNA復(fù)制蛋白R(shí)PAla及RPA2-3基因的功能研究.pdf

1、創(chuàng)建插入突變體庫(kù)并從突變體中分離插入元件的側(cè)翼序列標(biāo)簽(FlankingSequence Tags,FST),然后建立FST數(shù)據(jù)庫(kù)是功能基因組學(xué)研究的重要策略之一。本研究用TAIL-PCR的方法從水稻T-DNA插入突變體庫(kù)中分離了7035條FST,豐富了水稻的突變體庫(kù)FST資源,為反向遺傳學(xué)在水稻功能基因組學(xué)研究中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　 減數(shù)分裂是真核生物有性生殖過程中的重要環(huán)節(jié),在生物的世代交替中扮演重要角色。雖然在過去的一

2、、二十年間,人們通過對(duì)酵母和擬南芥等模式生物的研究,已經(jīng)對(duì)這個(gè)過程的分子機(jī)制有了較為深入的了解,但是,水稻作為禾本科的重要模式植物和雜種優(yōu)勢(shì)成功利用的作物,我們對(duì)其育性調(diào)控和減數(shù)分裂的分子機(jī)制仍然知之甚少。本研究利用篩選水稻T-DNA插入突變體庫(kù)獲得的兩個(gè)不育突變體克隆了兩個(gè)參與水稻減數(shù)分裂的基因OsrPA1a和OsrPA2-3,得到的主要結(jié)果如下:
　　 1.在形態(tài)上,osrpa1a和osrpa2-3兩個(gè)突變體除在育性方面有變

3、異外,其它方面均無明顯差別。通過RNAi抑制野生型中內(nèi)源OsRPA1a或OsRPA2-3基因的表達(dá)可以使水稻的育性降低,而且將OsRPA1a或OsRPA2-3轉(zhuǎn)入相應(yīng)突變體后可以使育性恢復(fù),這證明了我們克隆到的OsRPA1a和OsRPA2-3基因均是控制水稻育性的基因。
　　 2.Osrpa1a和osrpa2-3兩個(gè)突變體的胚囊發(fā)育均在減數(shù)分裂時(shí)期開始出現(xiàn)異常導(dǎo)致核提前降解從而不能形成正常的功能大孢子,最終不能形成正常的“七胞八

4、核”結(jié)構(gòu),取而代之的是一些降解的核的痕跡。
　　 3.在osrpa1a突變體花粉母細(xì)胞的減數(shù)分裂過程中,同源染色體可以配對(duì)、聯(lián)會(huì),并在終變期形成12個(gè)二價(jià)體,但是在中期Ⅰ之后有染色體斷裂片段的出現(xiàn),暗示配對(duì)的同源染色體中可能仍有未被修復(fù)的DNA損傷。
　　 4.Osrpa2-3突變體的同源染色體在減數(shù)分裂前期Ⅰ時(shí)可以配對(duì)和聯(lián)會(huì),但是交叉結(jié)(chiasmata)的形成受到嚴(yán)重影響導(dǎo)致終變期時(shí)形成部分二價(jià)體和一些單價(jià)體,但是

5、,和osrpa1a突變體不同,osrpa2-3突變體的花粉母細(xì)胞中自始至終沒有染色體斷裂片段的出現(xiàn),說明OsRPA2-3對(duì)減數(shù)分裂細(xì)胞中DNA的修復(fù)不是必需的。
　　 5.和野生型相比,osrpa1a突變體對(duì)MMC、MMS和UV等DNA誘變劑的敏感性均提高了,而osrpa2-3突變體對(duì)上述誘變劑的敏感性沒有顯著變化,說明OsRPA1a對(duì)體細(xì)胞中DNA的修復(fù)也是必需的；而OsRPA2-3對(duì)體細(xì)胞的DNA修復(fù)也不是必需的。