水稻果糖-1,6-二磷酸醛縮酶基因ALDY的功能研究.pdf

1、果糖-1，6-二磷酸醛縮酶同工酶是植物中參與初級(jí)代謝反應(yīng)的最重要的同工酶之一，它催化3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮的醇醛縮合反應(yīng)可逆的生成果糖-1，6-二磷酸。該反應(yīng)是生物體內(nèi)碳代謝和糖代謝途徑中的一步重要反應(yīng)，直接影響植物體內(nèi)蔗糖和淀粉的積累。隨著水稻功能基因組研究工作的不斷深入，大量基因已被闡明了生物學(xué)功能，但是其中關(guān)于水稻果糖-1，6-二磷酸醛縮酶的研究報(bào)道還很少，它們對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響還不清楚。本研究以一個(gè)水稻果糖-1，6-二磷

2、酸醛縮酶(ALDY)的突變體為材料，采用反向遺傳學(xué)和正向遺傳學(xué)相結(jié)合的方法，研究鑒定了水稻果糖-1，6-二磷酸醛縮酶基因ALDY的生物學(xué)功能。
　　本研究得到的主要研究結(jié)果如下:
　　1.對(duì)本室一個(gè)黃葉突變體進(jìn)行側(cè)翼序列分離，得知T-DNA插入到ALDY的5'-UTR區(qū)域，共分離檢測(cè)發(fā)現(xiàn)T-DNA側(cè)翼序列與黃葉突變體的表型共分離，Real-timePCR分析發(fā)現(xiàn)ALDY的表達(dá)量在突變體中明顯下降，故將突變體命名為aldy。<

3、br>　　2.突變體aldy與野生型ZH11相比，突變體aldy具有明顯葉黃和半矮化的表型，種子的寬度也變小，其每一段節(jié)間長(zhǎng)度和穗型也都小于ZH11。進(jìn)行突變體的回復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)將質(zhì)粒ALDYpromoter∷CDS轉(zhuǎn)化突變體愈傷可以部分回復(fù)突變體ALDY的表型，光合色素含量以及與葉綠素合成、葉綠體發(fā)育和光合作用相關(guān)基因的表達(dá)量都與ALDY的表達(dá)量呈正相關(guān)關(guān)系。
　　3.ALDY蛋白含有一個(gè)典型的(Ⅰ)型果糖-1，6-二磷酸醛縮酶結(jié)

4、構(gòu)域，定位在過(guò)氧化物酶體。通過(guò)BLAST搜索，發(fā)現(xiàn)水稻基因組中除了ALDY至少還存在6個(gè)果糖-1，6-二磷酸醛縮酶基因（命名為OsFBA1-OsFBA6），蛋白的亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)OsFBA5和OsFBA6很有可能定位在葉綠體，其他成員都很有可能定位在細(xì)胞質(zhì)。我們還發(fā)現(xiàn)水稻果糖-1，6-二磷酸醛縮酶家族成員可能的亞細(xì)胞定位與它們?cè)谶M(jìn)化樹上的分布存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　4.通過(guò)查找表達(dá)譜芯片數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)水稻果糖-1，6-二磷酸醛縮酶成