水稻OsCTE3耐冷功能分析及冷脅迫響應(yīng)OsSADMC功能標(biāo)記的研究.pdf

1、水稻是一種喜溫作物，對(duì)溫度變化反應(yīng)敏感，在低于15-20℃時(shí)就會(huì)對(duì)其正常生長產(chǎn)生不利影響。現(xiàn)在低溫冷害已成為影響我國水稻的品質(zhì)、高產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)的主要限制因素之一。水稻作為主要的糧食作物，提高其抗逆性尤為重要，因此發(fā)掘改善水稻抵抗非生物脅迫能力的基因，鑒定耐冷水稻種質(zhì)資源、克隆耐冷基因、開發(fā)耐冷功能標(biāo)記，并通過分子標(biāo)記輔助育種的策略培育耐冷水稻新品種是目前解決冷害對(duì)水稻產(chǎn)生不利影響的重要途徑。
　　本研究選擇泛素連接酶(E3，Ubiqu

2、itin-protein ligase)家族中的一個(gè)基因OsCTE3作為耐冷候選基因，對(duì)其進(jìn)行初步的功能分析，得到如下結(jié)果：
　　1.對(duì)OsCTE3蛋白進(jìn)行了序列分析，發(fā)現(xiàn)其具有能特異識(shí)別底物的保守位點(diǎn)鋅指環(huán)結(jié)構(gòu)域，并通過對(duì)OsCTE3啟動(dòng)子上順式元件進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)調(diào)控區(qū)域存在與冷脅迫相關(guān)的順式元件，推測其可能參與水稻的低溫脅迫途徑。
　　2.對(duì)OsCTE3進(jìn)行響應(yīng)外界環(huán)境脅迫表達(dá)模式分析，激素處理（ABA、6BA和ACC）和

3、脅迫條件（20％PEG滲透脅迫、鹽脅迫和冷脅迫）下都可以誘導(dǎo)OsCTE3的表達(dá)。
　　3.構(gòu)建了OsCTE3的GFP融合表達(dá)載體，并進(jìn)行亞細(xì)胞定位，發(fā)現(xiàn)OsCTE3定位于細(xì)胞核內(nèi)；同時(shí)構(gòu)建OsCTE3的過表達(dá)載體并進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，獲得8個(gè)OsCTE3的過表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系；并通過Southern blot檢測，從結(jié)果中可以看到OsCTE3已被整合到水稻基因組中。
　　4.對(duì)獲得的轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行耐冷表型鑒定，發(fā)現(xiàn)過表達(dá)OsCTE3可

4、以提高水稻的耐冷性。在低溫處理后，對(duì)OsCTE3過表達(dá)株系的SOD、POD、CAT的酶活和可溶性糖進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)過表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系中三種酶的活性比野生型強(qiáng)，并且可溶性糖的含量也較高。
　　本研究選擇OsSADMC基因作為功能標(biāo)記基因，對(duì)其進(jìn)行功能標(biāo)記的開發(fā)和利用，得到下列結(jié)果：
　　1.對(duì)95份水稻種質(zhì)資源進(jìn)行苗期耐冷性鑒定，鑒定出10份苗期耐冷（存活率≥60%）和9份敏感的材料（存活率為零）。
　　2. S-腺苷甲

5、硫氨酸脫羧酶(SAMDC，S-Adenosylmethionine decarboxylase)是植物中調(diào)控多胺合成代謝過程的關(guān)鍵酶，也是催化腺苷甲硫氨（SAM，S-Adenosylmethionine）形成脫羧S-腺苷甲硫氨（dcSAMDC，decarboxylated S-adenosyl methionine）的關(guān)鍵酶，參與植物響應(yīng)外界環(huán)境脅迫的過程。
　　3.對(duì)水稻OsSADMC基因進(jìn)行了表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)正常條件和冷脅迫處理

6、條件下該基因在耐冷品種中的表達(dá)量都顯著高于在冷敏感品種中的表達(dá)量。
　　4.通過對(duì)耐冷材料麗江新團(tuán)黑谷（LTH）和冷敏感材料IR29的CDS區(qū)域進(jìn)行克隆和測序分析，在兩個(gè)品種間鑒定了10個(gè)SNP位點(diǎn)，其中第749堿基處存在的一個(gè)堿基變異（C突變?yōu)門），從而使絲氨酸變?yōu)榱涟彼?。并根?jù)其中一個(gè)SNP位點(diǎn)設(shè)計(jì)了OsSADMC的功能標(biāo)記SADMC-CAPS1，該標(biāo)記可以準(zhǔn)確的鑒定出19份具不同耐冷性水稻種質(zhì)資源OsSADMC的基因型和品種