水稻不定根發(fā)育調(diào)控基因ARLR的功能初步分析.pdf

1、根系是植物養(yǎng)分、水分吸收主要器官。須根系植物根系由種子根、不定根(也稱冠根)(adventitious root/crown root)及側(cè)根組成。優(yōu)良的根構(gòu)型對植物有效吸收養(yǎng)分具有重要作用。水稻是須根系禾本科模式植物，同時也是最重要的糧食作物。通過基因工程手段改良根系構(gòu)型是改良水稻品種，提高土壤養(yǎng)分利用效率的策略之一。了解不定根發(fā)育的分子機理有助于根構(gòu)型改良的實踐。
　　 控制不定根發(fā)育的關(guān)鍵基因ARL1已被報道，研究表明該基

2、因受ARF的調(diào)控，介導(dǎo)生長素信號對不定根發(fā)育的影響。為研究ARL1下游調(diào)控因子，本實驗室利用ARL1：：GR融合蛋白轉(zhuǎn)基因材料的芯片分析發(fā)現(xiàn)了一個轉(zhuǎn)錄水平受.ARL1正調(diào)控的基因ARLR。生物信息學(xué)分析表明該基因所編碼的蛋白質(zhì)是AGC2激酶亞家族的成員。本研究用實時定量RT-PCR(qRT-PCR)方法驗證了芯片分析的結(jié)果并對該基因的功能進(jìn)行了分析。轉(zhuǎn)基因分析發(fā)現(xiàn)在arll突變體中超表達(dá)ARLR能部分恢復(fù)突變體不定根缺失的表型。在野生型

3、(WT)中對該基因進(jìn)行超表達(dá)和RNA干涉，不定根的數(shù)目并沒有明顯變化，但超表達(dá)造成了植株矮化。ARLR啟動子融合GUS報告基因的轉(zhuǎn)基因研究表明，該基因主要在根尖分生區(qū)、莖基部不定根原基發(fā)生區(qū)以及葉鞘的微管組織中表達(dá)。在洋蔥表皮細(xì)胞中瞬時表達(dá)ARLR：：GFP融合蛋白表明，ARLR分布于細(xì)胞質(zhì)中。體外激酶活性分析結(jié)果表明，ARLR具有激酶活性。
　　 上述研究結(jié)果表明，ARLR是一個AGC家族的激酶，它受ARL1調(diào)控，參與調(diào)控不定