水稻顺式还原酮加双氧酶基因的表达及功能分析

摘要：

[目的]农作物对逆境胁迫的耐受能力与产量息息相关,是作物育种要考虑的重要因素.文中对水稻顺式还原酮加双氧酶基因OsARD1进行研究,分析其表达模式,明确其在水稻应对非生物胁迫中的功能,为水稻耐旱品种的分子设计及育种提供参考依据.[方法]提取不同组织器官的总RNA,利用RT-PCR方法分析OsARD1表达的组织特异性.利用不同的非生物胁迫处理14d大小的野生型(中花11)植株,在不同时间点提取总RNA,利用RT-PCR方法分析OsARD1表达的受诱导情况.通过农杆菌遗传转化法转化水稻愈伤组织,经过一系列分子检测后获得稳定遗传的T1代OsARD1的过量表达转基因植株,以转入空载体的野生型植株作为对照.将在营养液中正常培养的12d大小的野生型和过表达幼苗移出营养液进行缺水处理并进行恢复试验.将催芽后的野生型和过表达转基因植株种子种在含有5％ PEG6000的agar培养基中进行渗透胁迫处理,以不含PEG6000的agar培养基作为对照,观察二者的表型.[结果]组织特异性表达分析表明OsARD1主要在根及成熟的组织中表达,尤其在衰老的组织中有较高表达.非生物胁迫处理表明OsARD1的表达明显受机械损伤、高盐和渗透胁迫的诱导.获得6个独立株系的可稳定遗传的OsARD1过量表达转基因植株.对过量表达转基因植株及空载体野生型对照进行干旱胁迫处理,缺水处理5 h后,野生型植株叶片卷曲皱缩成针状表现出严重的缺水症状,但此时过表达转基因植株叶片仍处于舒展状态;缺水处理8 h后开始复水培养3d,野生型植株的存活率仅为10％,而过表达植株存活率为80％,远远高于野生型,说明过量表达OsARD1提高了水稻对缺水的耐受能力.用PEG渗透胁迫模拟干旱胁迫处理6d后发现,不含PEG6000对照组中野生型和过表达植株的幼苗生长情况没有明显的差别;在PEG处理组中,野生型幼苗根的生长受到严重抑制,而过表达植株幼苗根的生长受到抑制较小,根长明显长于野生型对照植株,说明过量表达OsARD1增强了水稻耐受干旱胁迫的能力.[结论]OsARD1主要在水稻根及成熟的组织中表达,并且受机械损伤、高盐和渗透胁迫的诱导.过量表达OsARD1提高了水稻抗旱性能.

关键词：水稻、OsARD1、过量表达、干旱胁迫、乙烯

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分类号：TS2;TQ6

资助基金：天津市自然科学基金重点项目16JCZDJC33400;天津市中青年骨干教师创新培养计划ZX110GG017;天津师范大学博士基金52XB1612,52XB1611

在线出版日期：2017-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2199-2208