水稻OsMYB14轉(zhuǎn)錄因子干涉載體構(gòu)建、遺傳轉(zhuǎn)化與功能分析.pdf

1、水稻是最重要的糧食作物之一，在其生長(zhǎng)過(guò)程中不可避免的受到環(huán)境中不利因素的影響。高鹽、干旱和紫外線等非生物脅迫威脅著水稻的發(fā)育過(guò)程，嚴(yán)重制約水稻的產(chǎn)量。在進(jìn)化過(guò)程中，水稻形成一些有效的應(yīng)對(duì)外界脅迫的生理和生化機(jī)制。其中，通過(guò)轉(zhuǎn)錄因子對(duì)相關(guān)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控，是水稻調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育和應(yīng)對(duì)逆境脅迫的一種重要方式。
　　MYB轉(zhuǎn)錄因子家族是植物中最大的基因家族之一，在調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育和抗逆反應(yīng)中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因

2、子參與調(diào)節(jié)很多植物特異性的過(guò)程，包括次生代謝、發(fā)育過(guò)程和抗逆反應(yīng)。本研究分離了一個(gè)水稻 R2R3-MYB基因，命名為 OsMYB14。組織特異性表達(dá)分析顯示，OsMYB14基因在水稻根、莖、葉、葉鞘和穎花中均有表達(dá)，說(shuō)明該基因在各組織中組成型表達(dá)。對(duì)OsMYB14基因的表達(dá)模式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該基因在脫落酸(ABA)誘導(dǎo)和鹽、280-320 nm紫外線(UV-B)、干旱脅迫處理下，表達(dá)量下調(diào)。構(gòu)建OsMYB14基因的RNA干涉載體pHB-

3、OsMYB14Ri，通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)入水稻品種日本晴的愈傷組織，經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)，獲得轉(zhuǎn)基因植株。經(jīng)過(guò)陽(yáng)性鑒定，半定量PCR和定量RT-PCR分析，篩選出OsMYB14基因下調(diào)的轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性株系。
　　分析轉(zhuǎn)基因株系的田間性狀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)與同期的野生型(WT)相比，轉(zhuǎn)基因株系的分蘗數(shù)和有效穗數(shù)明顯增多，推測(cè)OsMYB14基因參與調(diào)節(jié)腋生分生組織的形成以及側(cè)芽的發(fā)育，影響水稻分蘗數(shù)量。同時(shí)葉長(zhǎng)葉寬增大，株高稍微矮化，而結(jié)實(shí)率和千粒重降

4、低，谷粒變短，轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)優(yōu)于生殖生長(zhǎng)的特征。
　　T1代種子進(jìn)行發(fā)苗實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)正常條件下，轉(zhuǎn)基因株系幼苗的生長(zhǎng)狀況和野生型幼苗沒(méi)有明顯差異。ABA誘導(dǎo)下，野生型幼苗生長(zhǎng)受抑制的程度更明顯，轉(zhuǎn)基因株系幼苗對(duì)ABA的敏感性降低，說(shuō)明OsMYB14基因參與ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。鹽脅迫下，轉(zhuǎn)基因株系幼苗的苗長(zhǎng)增長(zhǎng)率明顯高于野生型，表明OsMYB14基因下調(diào)能夠提高植株的對(duì)鹽脅迫的耐受性。干旱脅迫下，野生型幼苗更快枯萎，苗長(zhǎng)增長(zhǎng)

5、緩慢，轉(zhuǎn)基因株系幼苗不僅植株健壯，而且根系發(fā)達(dá)。說(shuō)明OsMYB14基因?qū)λ究购灯鹭?fù)調(diào)控作用。UV-B處理后的野生型幼苗有明顯的灼傷痕跡，而且植株生長(zhǎng)緩慢，轉(zhuǎn)基因株系幼苗無(wú)明顯損傷痕跡，且苗長(zhǎng)增長(zhǎng)率高于野生型。結(jié)果說(shuō)明OsMYB14基因很可能參與苯丙烷類(lèi)次生代謝調(diào)節(jié)，且對(duì)水稻中能夠吸收紫外線或清除活性氧的類(lèi)黃酮衍生物的合成過(guò)程起負(fù)調(diào)控。
　　綜上所述，OsMYB14基因是一個(gè)ABA依賴(lài)的，參與調(diào)節(jié)水稻發(fā)育過(guò)程、次生代謝和抗逆反應(yīng)的