利用RNA干涉研究水稻OsROSES1基因的功能

发布时间：2022-01-07 22:16

　　生物体最终的大小或者生物体个体器官的大小都受细胞增殖、扩张等因素的调控.通过RNA干涉对水稻器官大小变小且伴随叶片早衰基因OsROSES1的功能进行研究,实时定量PCR分析结果显示,干涉转基因植株OsROSES1基因表达水平显著下调.与野生型相比,干涉转基因植株OsROSES1表达水平下调的转基因株系整体变矮,叶片卷曲且明显变短变窄,叶片横切面维管束数目减少,表明OsROSES1基因的下调引起细胞数量的减少和细胞大小减小导致水稻器官大小明显减小,同时,叶片气孔密度和开度的增加导致叶片提前衰老.结果表明, ROSES1可作为水稻BEL1-Like"同源盒基因"在植物器官发育过程中通过调控细胞增殖和扩张从而控制器官大小和光合作用. 

【文章来源】：西南大学学报(自然科学版). 2020,42(06)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

OsROSES1基因的干涉验证

结构域分析结果表明, ROSES1蛋白含有779个氨基酸碱基, 编码包含一段植物特定的POX结构域的BEL1-Like“同源盒基因”转录因子. 进化树分析表明这些蛋白细分为单子叶和双子叶2个主要分枝, 具有高度的保守性(图1). 在蛋白结构域鉴定的基础上, 同源结构域和POX域存在于所有单子叶和双子叶植物的ROSES1同源染色体上, 表明ROSES1蛋白可能在单子叶和双子叶分枝之前出现.2.2 转基因RNAi植株的获得及表型分析

为了验证OsROSES1基因是否调控水稻气孔发育和运动, 通过电镜扫描60 d大小的中花11和3个干涉转基因植株叶片气孔, 观察比较气孔密度和开度. 叶片上下表面气孔的数量和分布如图3a至图3c, 每张叶片反面气孔数目比叶片正面气孔数目多. 相比于中花11, 干涉转基因植株RNAi1,RNAi2和RNAi11的正面叶片单位面积气孔数目分别增加了7.72%,10.91%和7.29%, 反面叶片单位面积气孔数目分别增加了12.68%,14.32%和12.32%. 抽穗期对中花11和3个干涉转基因植株叶片气孔全开、 半开和全闭3种状态的数量进行了统计, 结果显示, RNAi1,RNAi2和RNAi11气孔全开状态百分比分别为47.4%,48.8%和46.2%, 显著高于中花11的42.2%, 而RNAi1,RNAi2和RNAi11气孔全闭状态百分比分别为22.2%,19.2%和21.4%, 显著低于中花11的28.1%(图3d). 干涉转基因植株下调了OsROSES1, 导致叶片气孔密度和开度显著增加.在成熟期对干涉转基因植株农艺性状调查结果表明, 与中花11相比较, 阳性干涉转基因植株(RNAi1,RNAi2和RNAi11)的株高、 有效穗数和千粒质量显著降低, 结实率极显著降低(表1). 由于OsROSES1功能的缺失影响了细胞增殖和扩展, 使器官细胞数目变少和细胞大小变小, 植株表现出株高变矮、 有效穗数减少、 结实率和千粒质量降低.

【参考文献】：
期刊论文
[1]山葡萄C4H基因的克隆表达及遗传转化分析[J]. 陈蒙,刘海峰.  西南大学学报(自然科学版). 2019(10)



本文编号：3575368