OsMOGS參與水稻N-glycan形成和生長素介導(dǎo)的根系發(fā)育.pdf

1、糖蛋白(glycoprotein)是一類廣泛存在于真核生物中，由寡糖和多肽鏈共價修飾連接而形成的重要生理活性物質(zhì)，絕大多數(shù)以N-糖基化的形式將寡糖部分(N-glycan)連接到目的蛋白上。目前植物中對糖生物學(xué)的研究方向之一是鑒定和克隆N-glycan合成途徑上的關(guān)鍵酶基因，并對其進(jìn)行生化功能的研究。本研究從EMS誘變的水稻突變庫中篩選出一個短根突變體，通過圖位克隆發(fā)現(xiàn)是由于基因座LOC_Os01g69210上基因的開放閱讀框中224bp

2、處C到A的單堿基替換突變，導(dǎo)致蛋白序列上第75個氨基酸由丙氨酸變?yōu)樘於彼?。該基因編碼一個推定的甘露糖基寡糖類葡糖苷酶(mannosyl-oligosaccharideglucosidase，MOGS)，和擬南芥中的GCS1同屬于糖基水解酶GH63家族，其在N-glycan合成中的功能是負(fù)責(zé)切除由脂質(zhì)多萜醇Do(1)轉(zhuǎn)移到目的蛋白上的寡糖鏈最末段的葡萄糖殘基，等位基因的T-DNA插入突變體和轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)試驗證實了OsMOGS參與水稻根系的

3、發(fā)育。通過對突變體osmogs表型鑒定以及生理水平的分析，主要研究結(jié)論如下:
　　 (1)突變體的根系發(fā)育受阻。細(xì)胞周期標(biāo)記基因OsCYCB(1);1的啟動子融合GUS轉(zhuǎn)基因染色發(fā)現(xiàn)，突變體側(cè)根原基起始正常，但伸長受到抑制，同樣根尖伸長區(qū)縮短及分生區(qū)中細(xì)胞分裂減弱，根尖縱切也表明了這一點。
　　 (2)突變體根表皮細(xì)胞分化異常。突變體根表皮層細(xì)胞及細(xì)胞間隙變大，并且有膨大的突起，透射電鏡顯示細(xì)胞壁變薄，根中纖維素含量降低

4、。表明了N-glycan的不足導(dǎo)致了纖維素合成下降，細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，表皮細(xì)胞異常，根毛細(xì)胞無法正常生長。
　　 (3)突變體生長素信號減弱。突變體根中的生長素響應(yīng)基因?qū)ιL素誘導(dǎo)作用減小，生長素報告基因DR5::GUS的響應(yīng)也減小，生長素含量和極性運(yùn)輸減少，突變體表現(xiàn)為對生長素不敏感。
　　 (4)糖誘導(dǎo)生長素恢復(fù)突變體生長。外源施加可溶性糖（蔗糖或葡萄糖）促進(jìn)突變體根中的生長素合成酶基因的表達(dá)，生長素含量升高，促