早粳稻空育131耐障礙性冷害基因OsPGR5的克隆.pdf

1、低溫、干旱、高鹽等非生物脅迫是植物中最常見的危害植物生長(zhǎng)和降低作物產(chǎn)量的環(huán)境因素。尤其是低溫脅迫冷害，可以引起作物的大幅度減產(chǎn)，是目前世界范圍內(nèi)普遍存在的問題。隨著抗逆性分子機(jī)制研究的日益深入，研究者發(fā)現(xiàn)在逆境脅迫條件下一些基因的表達(dá)量發(fā)生了明顯的變化，對(duì)這些基因進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化可以直接提高植物的耐逆性，從而更加顯著的改良作物抗逆性的效果。
　　本實(shí)驗(yàn)以東北地區(qū)具有耐寒高產(chǎn)的特性的水稻品種空育131為材料，采用Solexa測(cè)序芯片，分

2、析研究了孕穗水稻空育131在不同冷處理時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)譜，來探索其響應(yīng)低溫逆境脅迫的分子調(diào)控機(jī)理。并從表達(dá)譜結(jié)果中篩選出了一個(gè)參與光合作用受低溫脅迫表達(dá)量變化明顯的基因—質(zhì)子梯度蛋白5（PGR5）基因，通過Real time-PCR實(shí)驗(yàn)對(duì)冷脅迫不同時(shí)間OsPGR5基因進(jìn)行表達(dá)分析，利用Gateway技術(shù)克隆該基因并進(jìn)行了對(duì)水稻龍粳11的遺傳轉(zhuǎn)化，最終獲得轉(zhuǎn)基因植株。本研究在提高植物耐逆性方面具有重要的研究?jī)r(jià)值，為農(nóng)作物抗冷基因工程的應(yīng)用提供

3、理論依據(jù)及基因資源。主要研究結(jié)果如下:
　　1.孕穗期水稻空育131冷脅迫數(shù)字表達(dá)譜分析
　　通過對(duì)數(shù)字基因表達(dá)譜分析，共發(fā)現(xiàn)7180個(gè)差異表達(dá)基因，其中四個(gè)處理時(shí)間點(diǎn)均上調(diào)的差異表達(dá)基因有225個(gè)。經(jīng)pathway分析，在受到低溫脅迫時(shí)，參與抵抗低溫脅迫的主要代謝過程有與光合作用相關(guān)的，與糖代謝相關(guān)的，與調(diào)控相關(guān)的，與滲透調(diào)節(jié)相關(guān)等代謝途徑。
　　2.OsPGR5基因的表達(dá)分析
　　利用全定量Real Time

4、-PCR的方法對(duì)冷脅迫處理的水稻材料中目的基因的表達(dá)量變化進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，OsPGR5基因在冷脅迫條件下瞬時(shí)表達(dá)，冷脅迫24小時(shí)以內(nèi)耐冷水稻空育131 OsPGR5基因高表達(dá)，龍粳11中OsPGR5基因表達(dá)無規(guī)律性，表達(dá)變化不明顯，兩種水稻抗冷性的差異很可能由于OsPGR5基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄調(diào)控水平差異所導(dǎo)致。
　　3.OsPGR5基因全長(zhǎng)的克隆及序列分析
　　以冷處理5h的水稻空育131 cDNA為模板，通過PCR擴(kuò)增，克隆