增強(qiáng)Terminal Ear1-Like基因的表達(dá)提高水稻產(chǎn)量.pdf

1、水稻是世界上最重要的糧食作物之一，水稻產(chǎn)量關(guān)系到亞洲乃至世界的糧食安全。水稻產(chǎn)量是一個復(fù)雜的數(shù)量性狀，受到株高、千粒重、分蘗數(shù)等諸多因素的影響。我們發(fā)現(xiàn)一個生長勢強(qiáng)、植株高、葉片大、千粒重顯著增加的T-DNA突變體（命名為HSA-20）。本文克隆了導(dǎo)致突變體HSA-20表型變化的基因，并研究了該基因提高水稻產(chǎn)量方面的功能。
　　對HSA-20表型分離群體的研究表明，外源T-DNA與突變體的表型變化共分離。用TAIL-PCR確定了H

2、SA-20中T-DNA插入在第一號染色體的長臂上的OsTEL基因和OsGAP基因（一個編碼包含RabGAP/TBC結(jié)構(gòu)域蛋白的基因）之間的間隔區(qū)。T-DNA的插入沒有直接破壞任何已知或者推測的基因。RT-PCR結(jié)果表明突變體中Os TEL的表達(dá)量顯著提高，而OsGAP的表達(dá)量沒有變化。因此，我們推測是T-DNA中的CaMV的35S啟動子中的增強(qiáng)了顯著增強(qiáng)了相鄰的OsTEL的表達(dá)，從而導(dǎo)致了HSA-20的表型變化。
　　構(gòu)建了能夠在

3、轉(zhuǎn)基因水稻中增強(qiáng)OsTEL基因表達(dá)的T-DNA載體，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得了257個過量表達(dá)Os TEL基因的獨立轉(zhuǎn)化體(eOsTEL)。這些轉(zhuǎn)基因株系中絕大多數(shù)都表現(xiàn)出類似HSA-20的表型。qRT-PCR分析轉(zhuǎn)基因植株小穗中OsTEL的轉(zhuǎn)錄水平，發(fā)現(xiàn)有表型變化轉(zhuǎn)基因植株小穗中OsTEL的表達(dá)量上調(diào)了70倍以上;反之，則沒有顯著變化。這個結(jié)果表明過量表達(dá)OsTEL是導(dǎo)致突變體HSA-20的高產(chǎn)表型的充要條件。
　　為了研究增強(qiáng)Os

4、TEL表達(dá)的轉(zhuǎn)基因基因水稻的增產(chǎn)潛力，對轉(zhuǎn)基因品系eOsTEL-3分別在浙江湖州和海南三亞兩地進(jìn)行了田間測產(chǎn)試驗。結(jié)果eOsTEL-3比野生型對照分別增產(chǎn)了18.5％和12.3％。這表明OsTEL基因在提高水稻增產(chǎn)上可能有較大的應(yīng)用價值。
　　檢測了一些優(yōu)良水稻品種中OsTEL基因的表達(dá)情況，結(jié)果表明這些品系和XS-134中的OsTEL的表達(dá)量相當(dāng)，這說明OsTEL基因有可能用來進(jìn)一步提高這些優(yōu)良品種的產(chǎn)量。
　　RNA-s

5、eq分析表明，過量表達(dá)OsTEL基因?qū)е录s2000個基因的表達(dá)發(fā)生顯著改變，其中1748標(biāo)注基因中的63.2％都富集在和RNA相關(guān)的兩條通路上，分別是mRNA監(jiān)測通路和RNA轉(zhuǎn)運通路。利用qRT-PCR分別檢測了轉(zhuǎn)基因水稻eOsTEL的莖尖和幼穗中一些已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的與產(chǎn)量相關(guān)基因的表達(dá)情況，結(jié)果表明這些基因的表達(dá)沒有顯著變化。
　　在水稻中過量表達(dá)了水稻自身以及其他物種中的OsTEL同源基因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)過表達(dá)玉米中的TE1基因的水稻表現(xiàn)