水稻小分子熱激蛋白基因oshsp17.8和鋅指蛋白基因oszrl的表達(dá)分析及功能鑒定

1、 水稻小分子熱激蛋白基因 OsHSP17.8 和鋅指 蛋白基因 OsZRL 的表達(dá)分析及功能鑒定 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 （學(xué)術(shù)學(xué)位） 學(xué)生姓名：玉曉紅 指導(dǎo)教師：劉永勝 教 授 專 業(yè)：生物學(xué) 學(xué)科門類：理 學(xué) 重慶大學(xué)生物工程學(xué)院 二 O 一二年四月 I 摘 要 水稻是重要的農(nóng)作物之一。隨著全球變暖和溫室效應(yīng)，非生物脅迫如高溫、干旱等已成為影響水稻產(chǎn)量的重要因素。熱脅迫可對水稻造成損傷，引發(fā)水稻形成熱激反應(yīng)，誘導(dǎo)相關(guān)基因

2、的大量表達(dá)，穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)環(huán)境，抵御高溫傷害。 小分子熱激蛋白 sHsps 是一類分子伴侶家族， 在胞內(nèi)蛋白的折疊、 降解和運轉(zhuǎn)過程發(fā)揮重要的作用，能提高植株的抗逆性。本研究克隆了一個小分子熱激蛋白基因(OsHSP17.8)，并構(gòu)建 OsHSP17.8 基因過量表達(dá)載體 pHB-OsHSP17.8，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)入野生型水稻品種日本晴， 獲得轉(zhuǎn)基因陽性分化植株， 對 OsHSP17.8基因的功能進(jìn)行分析。 定量 PCR 方法分析 OsH

3、SP17.8 基因在轉(zhuǎn)基因植株的表達(dá)水平，結(jié)果顯示獲得 OsHSP17.8 基因過量表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株。該基因在水稻是組成型表達(dá)，在穎花中表達(dá)量最高。OsHSP17.8 基因的表達(dá)模式顯示該基因在熱、旱、冷、鹽和激素 GA、NAA、ABA 條件下都能被誘導(dǎo)大量表達(dá)，對熱脅迫最敏感。成熟轉(zhuǎn)基因植株表型表現(xiàn)為轉(zhuǎn)基因株系的秕谷率低、種子粒長粒寬均大于野生型，而水稻抽穗期正好處于高溫期，初步推測 OsHSP17.8 基因與抗熱性相關(guān)。在逆境脅迫下

4、，與野生型相比，轉(zhuǎn)基因株系的生長狀態(tài)良好。高溫脅迫下，轉(zhuǎn)基因幼苗的根長和苗長增長率大于野生型，綠色存活部分較多，證明 OsHSP17.8 基因能提高植株的抗熱性；干旱脅迫下，野生型植株葉片較早萎蔫，枯葉較多，失水率高于轉(zhuǎn)基因植株，說明 OsHSP17.8 基因能防止植株水分流失，提高植株的抗旱性；100mMNacl 鹽脅迫下，野生型植株較早萎縮、枯死，根長和苗長增長率小于轉(zhuǎn)基因植株，表明 OsHSP17.8 基因能提高植株的抗鹽性。實驗

5、證明 OsHSP17.8 基因可提高植株的抗逆性。 本研究的另一方面是關(guān)于鋅指蛋白基因，鋅指蛋白是目前研究最為深入的一類轉(zhuǎn)錄因子，在植物的生長發(fā)育調(diào)控中發(fā)揮重要作用。本研究克隆了水稻的一個鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子基因(OsZRL)，通過構(gòu)建 OsZRL 基因過量表達(dá)載體 pHB-OsZRL和 RNA 干涉載體 pHB-OsZRLi，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)入野生型水稻品種日本晴，獲得轉(zhuǎn)基因陽性分化植株，并對 OsZRL 基因的功能進(jìn)行分析。有一些過表

6、達(dá)轉(zhuǎn)基因小苗因根系不能正常發(fā)育而死亡，經(jīng)定量分析這些轉(zhuǎn)基因株系中 OsZRL 基因表達(dá)量顯著高于野生型，初步表明鋅指蛋白基因 OsZRL 與水稻根系發(fā)育有關(guān)。利用半定量 PCR、定量 PCR 方法分析 OsZRL 基因 RNA 干涉轉(zhuǎn)基因植株中該基因的表達(dá)水平，結(jié)果顯示獲得了 OsZRL 基因表達(dá)水平顯著下調(diào)的轉(zhuǎn)基因植株。與野生型相比，OsZRL 轉(zhuǎn)基因下調(diào)株系葉片變大，根系、莖稈更為發(fā)達(dá)，表明 OsZRL 的下調(diào)對水稻植株的生長有促進(jìn)