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        水稻bHLH轉(zhuǎn)錄因子Os11g39000的功能研究

        2016-07-14 09:20:57劉選明彭玉沖楊遠(yuǎn)柱李懿星夏妙林
        關(guān)鍵詞:生長(zhǎng)素水稻

        劉選明 彭玉沖 楊遠(yuǎn)柱 李懿星++夏妙林 王文文++林建中

        摘要:水稻Os11g39000 為非典型的bHLH家族成員,其功能尚不清楚.酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)表明,轉(zhuǎn)錄因子Os11g39000可以形成同源蛋白聚合體.隨機(jī)結(jié)合位點(diǎn)篩選實(shí)驗(yàn)表明,轉(zhuǎn)錄因子Os11g39000可以與DNA結(jié)合,并且其結(jié)合位點(diǎn)初步確定為T(mén)T/CG/CACC/GT/C.Os11g39000基因的組織表達(dá)模式分析發(fā)現(xiàn),Os11g39000基因主要在葉片和根中表達(dá),推測(cè)該基因可能在葉和根的發(fā)育調(diào)控中發(fā)揮作用.水培實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該基因功能缺陷型轉(zhuǎn)基因株系的根長(zhǎng)顯著短于野生型,表現(xiàn)出明顯的根部發(fā)育缺陷,表明Os11g39000在水稻根的發(fā)育中起調(diào)控作用.QPCR分析進(jìn)一步證明,功能缺陷型轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)生長(zhǎng)素合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因表達(dá)量顯著上升,表明轉(zhuǎn)錄因子Os11g39000參與了水稻生長(zhǎng)素的合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控.

        關(guān)鍵詞:水稻;bHLH轉(zhuǎn)錄因子;Os11g39000;生長(zhǎng)素

        中圖分類號(hào):S601 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        轉(zhuǎn)錄因子(tarnscription factor, TF)是能夠與目的基因上游特定DNA序列結(jié)合的蛋白質(zhì),又被稱為反式作用因子,通過(guò)與順式作用元件相互作用,從而保證目的基因以特定強(qiáng)度在特定時(shí)間與空間表達(dá)的蛋白質(zhì)分子[1].bHLH(basic HelixLoopHelix, 堿性螺旋環(huán)螺旋)轉(zhuǎn)錄因子是真核生物蛋白質(zhì)中的一個(gè)大家族,其成員在動(dòng)植物界行使著多種重要的功能.例如,一個(gè)bHLH蛋白BPEp可以通過(guò)與生長(zhǎng)素應(yīng)答因子ARF8相互作用調(diào)控?cái)M南芥花蕊的早期發(fā)育[2].研究發(fā)現(xiàn)bHLH在光敏色素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),細(xì)胞分化,應(yīng)答油菜素內(nèi)酯的基因表達(dá)等過(guò)程中都起著重要作用[3-5].

        典型的bHLH結(jié)構(gòu)域包含大約60個(gè)氨基酸,由位于bHLH結(jié)構(gòu)域N端能夠結(jié)合DNA的basic區(qū)域和HLH區(qū)域組成[6].HLH區(qū)域包含兩個(gè)α螺旋,通過(guò)它們bHLH蛋白可以相互作用,形成同源或者異源蛋白聚合體[1, 7-8].一類以人類Id蛋白為代表缺少basic區(qū)域的HLH蛋白雖然不能夠與DNA直接相互作用,但是可以通過(guò)與其它bHLH蛋白的HLH區(qū)域形成特異的異源蛋白聚合體來(lái)抑制相應(yīng)bHLH轉(zhuǎn)錄因子的活性[9-10].通過(guò)抑制像E這樣的bHLH蛋白,從而在細(xì)胞分化和發(fā)育過(guò)程中起到關(guān)鍵作用[11].在擬南芥中,發(fā)現(xiàn)一個(gè)HLH蛋白KIDARI,通過(guò)與一個(gè)在光調(diào)控過(guò)程中起作用的bHLH轉(zhuǎn)錄因子相互作用來(lái)抑制該轉(zhuǎn)錄因子活性,從而調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育[12].

        隨著水稻全基因組測(cè)序的完成,利用生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn),水稻中包含有167個(gè)bHLH轉(zhuǎn)錄因子,絕大多數(shù)成員功能未知.有研究表明,bHLH家族在水稻生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著關(guān)鍵作用,如Zhang[13]等發(fā)現(xiàn)一對(duì)參與BR下游的bHLH基因ILI1和PRE1可以通過(guò)形成異源二聚體的形式參與調(diào)控與BR相關(guān)的基因的表達(dá).ili1的水稻突變體表現(xiàn)出與使用BR處理時(shí)相同的葉片傾角的表型,過(guò)表達(dá)和RNA干擾的ILI1轉(zhuǎn)基因水稻株系都分別表現(xiàn)出了葉片傾角增加和減小的相反表型.ILI1和PRE1的相互作用導(dǎo)致了水稻葉片的直立.因此該家族蛋白功能的揭示將有助于豐富和完善水稻基因功能調(diào)控網(wǎng)絡(luò).

        本研究選取了一個(gè)水稻非典型的bHLH基因家族成員Os11g39000 基因進(jìn)行了初步的功能研究,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子Os11g39000可以以同源蛋白聚合體的形式結(jié)合DNA,從而實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)素(IAA)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),調(diào)節(jié)下游基因的表達(dá),最終實(shí)現(xiàn)對(duì)水稻根部生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控.

        1材料與方法

        1.1生物信息學(xué)分析

        利用TIGR(http://tigrblast.tigr.org/tgi, Rice Genome Annotation Project)和NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov, National Center for Biotechnology information)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得Os11g39000全長(zhǎng)CDS序列、氨基酸序列及啟動(dòng)子序列.通過(guò)基于隱馬科夫模型的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析數(shù)據(jù)庫(kù)SMART(http://smart.emblheidelberg.de, Simple Modular Architecture Research Tool)對(duì)Os11g39000氨基酸序列比對(duì)分析,獲得Os11g39000蛋白的結(jié)構(gòu)域類型.同時(shí),利用PlantCARE(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)Os11g39000起始密碼子ATG上游1 500 bp的啟動(dòng)子序列進(jìn)行分析,預(yù)測(cè)該基因啟動(dòng)子區(qū)域所存在的調(diào)控元件,根據(jù)調(diào)控元件推測(cè)其可能的調(diào)控途徑.

        1.2載體構(gòu)建與功能缺陷型轉(zhuǎn)基因株系的獲得

        以粳稻品種日本晴的cDNA為模板,利用Gateway方法,設(shè)計(jì)含有attB接頭的引物(F:5'CAAAAAAGCAGGCTTCATGTCGTCGAGCCGGCG3'; R: 5'CAAGAAAGCTGGGTCTTACATGAGTAGGCTACGGATGAGG3'),PCR克隆目的片段.PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?8 ℃, 5 min;98 ℃,10 s;58 ℃,15 s;72 ℃,20 s;共35個(gè)循環(huán).利用BP ClonaseII (Invitrogen)經(jīng)BP重組反應(yīng)將PCR產(chǎn)物克隆到入門(mén)載體pDONR/Zeo,測(cè)序正確后,利用LR ClonaseII (Invitrogen)將Os11g39000克隆到玉米Ubiquitin啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)表達(dá)的pCAMBIA1301GWEAR表達(dá)載體中,得到N端添加轉(zhuǎn)錄抑制基序EAR的合成型轉(zhuǎn)錄因子[14],并抑制目標(biāo)轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄活性.

        根據(jù)林建中等的水稻轉(zhuǎn)化方法[15],將重組的pCAMBIA1301GWEAROs11g39000質(zhì)粒經(jīng)過(guò)電擊法轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌,通過(guò)農(nóng)桿菌侵染水稻粳稻品種Kitaake的愈傷組織,獲得功能缺陷型轉(zhuǎn)基因株系Ubi::EAROs11g39000.

        1.3酵母雙雜交

        pGADT7Os11g39000重組質(zhì)粒能夠編碼融合Os11g39000和GAL4激活域的蛋白,pGBKT7Os11g39000重組質(zhì)粒能夠編碼融合Os11g39000和GAL4結(jié)合域的蛋白,將兩個(gè)重組質(zhì)粒按照酵母手冊(cè)進(jìn)行酵母轉(zhuǎn)化,涂布于SD/Leu/Try平板上培養(yǎng).28 ℃培養(yǎng)2~3 d,挑選4~5個(gè)單克隆用無(wú)菌水混勻后涂布于SD/Leu/Try/His平板上,分析結(jié)果.為了進(jìn)一步檢測(cè)相互作用的真實(shí)性,同時(shí)參照COLONTECH說(shuō)明書(shū)進(jìn)行濾紙顯色實(shí)驗(yàn).

        1.4蛋白表達(dá)和隨機(jī)結(jié)合位點(diǎn)篩選

        根據(jù)Liu等[14]的蛋白誘導(dǎo)純化方法,分別將pGEX4T1Os11g39000和pGEX4T1質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌BL21(DE3),誘導(dǎo)表達(dá).離心收集菌體,超聲破碎,離心,谷胱甘肽瓊脂糖珠(Ferments)親合純化蛋白,SDSPAGE檢測(cè).將已純化的重組蛋白保存,用于后續(xù)隨機(jī)結(jié)合片段篩選實(shí)驗(yàn).

        根據(jù)Blackwell的方法[16],使用引物RBSS4和CPDF4進(jìn)行PCR擴(kuò)增,得到雙鏈隨機(jī)DNA片段并與結(jié)合目的蛋白的谷胱甘肽瓊脂糖珠室溫孵育10 min.使用DNA結(jié)合緩沖液洗滌離心,重復(fù)5次,最后加入30 μL蛋白洗脫緩沖液,洗脫后離心取上清為模板,PCR擴(kuò)增目的片段,正向引物為RBSS3,反向引物為CPDF4,瓊脂糖凝膠電泳觀察結(jié)果.重復(fù)6~8次,直到擴(kuò)增出目的條帶,然后將擴(kuò)增片段克隆至pMD18T載體(TaKaRa),測(cè)序.測(cè)序結(jié)果使用在線分析工具分析(http://weblogo.berkeley.edu/).引物見(jiàn)表1.

        1.5植物材料種植、激素處理及取材設(shè)置

        參照Lin等[17]水稻種子催芽及種植方法,用3%次氯酸鈉溶液對(duì)水稻種子表面消毒,37 ℃下種子吸脹處理48 h,28 ℃恒溫培養(yǎng)箱催芽48 h.待種子露白后,用1∶1 000濃度的潮霉素(Hyg)溶液對(duì)種子進(jìn)行初篩,然后將陽(yáng)性植株轉(zhuǎn)入1/2 MS培養(yǎng)液置于恒溫培養(yǎng)箱中(28 ℃,光照16 h/黑暗8 h).

        參照Song等[18]檢測(cè)基因時(shí)空表達(dá)的取材方法,分別對(duì)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和生殖生長(zhǎng)期的水稻材料進(jìn)行取材.營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期的水稻材料取自溫室生長(zhǎng)20 d的野生型水稻日本晴,分別取根、莖和葉3部分;生殖生長(zhǎng)期的水稻材料取自大田內(nèi)灌漿時(shí)期的野生型水稻日本晴,分別取根、莖、葉、節(jié)間、葉鞘和幼穗等組織材料.液氮速凍,-80 ℃低溫保存.

        參照Li等[19]植物生長(zhǎng)素誘導(dǎo)基因表達(dá)檢測(cè)的方法, 將正常條件生長(zhǎng)10 d的日本晴幼苗,轉(zhuǎn)入含有10 μmol/L生長(zhǎng)素的水培溶液中,分別處理0,1,3,6和12 h并取材,-80 ℃保存.設(shè)置生長(zhǎng)素濃度梯度為0,10-8,10-7,10-6和10-5 mol/L分別處理野生型材料Kitaake和功能缺陷型轉(zhuǎn)基因材料,處理7 d后觀察表型并統(tǒng)計(jì)分析.

        1.6實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析

        按照RNAeasy Mini Kit (TaKaRa)試劑盒說(shuō)明提取總RNA,然后利用Maxima First Strand cDNA Synthesis Kit (TaKaRa)合成cDNA,用于實(shí)時(shí)定量PCR分析.利用Ferments 定量試劑盒(Ferments),Mx3000P儀器 (Stratagene)進(jìn)行PCR分析.實(shí)時(shí)熒光定量PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?5 ℃,2 min;95 ℃,10 min;95 ℃,30 s;55 ℃,30 s;72 ℃,30 s;45個(gè)循環(huán).實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,以持家基因OsACTIN1為內(nèi)參,Mx3000P軟件分析檢測(cè)基因的相對(duì)表達(dá)水平.定量PCR引物見(jiàn)表2.

        2結(jié)果

        2.1生物信息學(xué)分析與基因克隆

        根據(jù)TIGR和NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)的序列信息,設(shè)計(jì)引物,以水稻cDNA為模板克隆出和預(yù)測(cè)分子量大小相似的DNA片段(圖1(a)).測(cè)序發(fā)現(xiàn)該片段的序列和數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)測(cè)相同,命名為Os11g39000.該基因的編碼序列含有306個(gè)核苷酸,編碼含102個(gè)氨基酸序列的蛋白質(zhì).利用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析數(shù)據(jù)庫(kù)SMART對(duì)Os11g39000蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)Os11g39000蛋白在第19~63個(gè)氨基酸區(qū)域包含一個(gè)HLH保守結(jié)構(gòu)域(圖1(b)),但是并沒(méi)有結(jié)合DNA的basic區(qū)域,因此Os11g39000是一個(gè)非典型的bHLH蛋白,單個(gè)的Os11g39000蛋白不能夠直接結(jié)合DNA片段.有研究表明bHLH蛋白可以通過(guò)HLH結(jié)構(gòu)域形成同源或異源聚合體行使功能[7-8].因此推測(cè)該蛋白可能是以蛋白聚合體的形式行使功能.

        2.2Os11g39000蛋白與自身的相互作用

        為了探究該編碼蛋白能夠形成同源蛋白聚合體,進(jìn)行了酵母雙雜交實(shí)驗(yàn).首先構(gòu)建了pGADT7Os11g39000重組質(zhì)粒和pGBKT7Os11g39000重組質(zhì)粒,然后將重組質(zhì)粒共轉(zhuǎn)入AH109酵母中,同時(shí)用共轉(zhuǎn)pGADT7Os11g39000/pGBKT7,pGADT7/ pGBKT7Os11g39000和pGADT7/pGBKT7載體的酵母作為陰性對(duì)照,涂布于含有10 mmol/L 3AT的SD/Leu/Try固體平板,以及于含有10 mM 3AT的SD/Leu/Try/His固體平板.結(jié)果顯示只有共轉(zhuǎn)入pGADT7Os11g39000/ pGBKT7Os11g39000的酵母在含有10 mmol/L 3AT的SD/Leu/Try/His固體平板上繼續(xù)生長(zhǎng).濾紙顯色實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)只有共轉(zhuǎn)入pGADT7Os11g39000和pGBKT7Os11g39000重組質(zhì)粒的酵母可以顯色(圖2(a)),說(shuō)明Os11g39000蛋白可以形成同源蛋白聚合體.

        2.3Os11g39000蛋白的DNA隨機(jī)結(jié)合位點(diǎn)篩選

        酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)證明Os11g39000蛋白可以形成同源蛋白聚合體,為了進(jìn)一步驗(yàn)證Os11g39000蛋白形成的同源蛋白聚合體是否可以與DNA直接相互作用,構(gòu)建了pGEX4T1Os11g39000重組質(zhì)粒.將重組質(zhì)粒通過(guò)熱激法轉(zhuǎn)化入大腸桿菌BL21(DE3)并成功誘導(dǎo)純化了GSTOs11g39000重組蛋白(圖2(b)).DNA隨機(jī)結(jié)合位點(diǎn)篩選實(shí)驗(yàn).結(jié)果顯示,該蛋白可以通過(guò)形成同源蛋白聚合體與DNA片段直接相互作用,且直接結(jié)合的DNA片段為T(mén)T/CG/CACC/GT/C(圖2(c)).表明該蛋白可以通過(guò)HLH區(qū)域相互作用形成同源蛋白聚合體結(jié)合特定DNA片段,從而行使調(diào)控下游基因表達(dá)的功能.

        2.4Os11g39000在水稻不同組織器官中的表達(dá)

        基因的時(shí)空表達(dá)模式可以為預(yù)測(cè)和研究其生物學(xué)功能提供參考依據(jù).實(shí)時(shí)定量PCR分析Os11g39000基因在水稻不同組織器官中的相對(duì)表達(dá)量,表明該基因在苗期和抽穗期都主要在葉和根表達(dá),其它的組織器官表達(dá)量極少(圖3(a),(b)),推測(cè)該基因可能參與植物根和葉的生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控.

        2.5轉(zhuǎn)基因植物鑒定與表型分析

        利用嵌合抑制因子基因沉默技術(shù)[14,20](chimeric repressor genesilencing technology CREST)及Gateway技術(shù)獲得了pCAMBIA1301GWEAROs11g39000重組質(zhì)粒(圖4(a)).通過(guò)農(nóng)桿菌侵染水稻Kitaake愈傷組織的方法,得到Os11g39000轉(zhuǎn)錄抑制型的轉(zhuǎn)基因株系,即該轉(zhuǎn)錄因子的功能缺陷型轉(zhuǎn)基因株系.通過(guò)DNA和RNA水平上的分子鑒定(圖4(b),(c)),篩選出2個(gè)陽(yáng)性功能缺陷型轉(zhuǎn)基因株系Ubi::EAROs11g3900010和Ubi::EAROs11g3900011.水培實(shí)驗(yàn)表明,轉(zhuǎn)基因株系Ubi::EAROs11g3900010和Ubi::EAROs11g3900011的根長(zhǎng)比野生型的短,表現(xiàn)為明顯的根部發(fā)育缺陷(圖4(c),(d)).該結(jié)果表明,當(dāng)抑制Os11g39000的轉(zhuǎn)錄活性時(shí)嚴(yán)重干擾了水稻根部的正常生長(zhǎng)發(fā)育,說(shuō)明Os11g39000基因參與了水稻根部發(fā)育的調(diào)控.

        2.6生長(zhǎng)素對(duì)Os11g39000的表達(dá)調(diào)控

        研究表明,生長(zhǎng)素對(duì)植物根部發(fā)育具有顯著影響[21].利用Plant CARE數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)Os11g39000基因起始密碼子ATG上游1 500 bp的啟動(dòng)子序列進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)該基因啟動(dòng)子-792 bp處含有一個(gè)生長(zhǎng)素應(yīng)答元件(圖5(a)),推測(cè)該基因功能可能與生長(zhǎng)素有關(guān).實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析表明,隨著生長(zhǎng)素處理時(shí)間的延長(zhǎng),該基因表達(dá)量持續(xù)升高(圖5(b)),表明該基因表達(dá)受到生長(zhǎng)素誘導(dǎo).同時(shí),不同濃度生長(zhǎng)素對(duì)野生型Kitaake和轉(zhuǎn)基因株系Ubi::EAROs11g3900010和Ubi::EAROs11g3900011處理7 d發(fā)現(xiàn),隨著生長(zhǎng)素濃度的升高,野生型根長(zhǎng)受到明顯抑制,而轉(zhuǎn)基因株系根長(zhǎng)沒(méi)有明顯變化(圖5(c),(d)),表現(xiàn)為對(duì)生長(zhǎng)素不敏感,即抑制轉(zhuǎn)錄因子Os11g39000的轉(zhuǎn)錄活性干擾了植物對(duì)生長(zhǎng)素的響應(yīng),暗示該基因參與了生長(zhǎng)素的相關(guān)途徑.

        為了進(jìn)一步探究該基因?qū)ιL(zhǎng)素生物合成、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和極性運(yùn)輸途徑的影響,選取這些途徑中的相關(guān)基因,檢測(cè)其表達(dá)量.結(jié)果表明,在功能缺陷型轉(zhuǎn)基因株系中,生長(zhǎng)素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因OsARF23,OsARF24和生長(zhǎng)素合成相關(guān)基因OsYUCCA1,OsYUCCA4的表達(dá)量顯著提高(圖6(a),(b));生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸相關(guān)基因OsPIN1b和OsPIN2表達(dá)量沒(méi)有明顯變化(圖6(c)).該結(jié)果說(shuō)明,Os11g39000基因的功能缺陷主要影響了生長(zhǎng)素的信號(hào)傳導(dǎo)和生物合成途徑,而對(duì)于生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸并沒(méi)有顯著影響,推測(cè)Os11g39000參與了生長(zhǎng)素合成與顯著信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控.

        3討論

        bHLH蛋白通常通過(guò)HLH區(qū)域相互作用形成同源或異源蛋白聚合體行使對(duì)下游基因的調(diào)控[8].本研究發(fā)現(xiàn),Os11g39000蛋白不能直接結(jié)合DNA的basic區(qū)域(圖1(b)),但Os11g39000蛋白可以通過(guò)形成同源蛋白聚合體來(lái)直接結(jié)合DNA片段,從而調(diào)控下游基因表達(dá)(圖2(a)~(c)).同時(shí)通過(guò)DNA隨機(jī)結(jié)合位點(diǎn)篩選實(shí)驗(yàn)分析了該基因的直接DNA結(jié)合位點(diǎn)TT/CG/CACC/GT/C(圖2(c)),為深入研究Os11g39000蛋白的生理功能提供了重要線索.

        分析基因在植物不同組織器官中的表達(dá)可以對(duì)該基因行使的功能進(jìn)行預(yù)測(cè)[22].通過(guò)QPCR分析發(fā)現(xiàn)Os11g39000基因主要在水稻葉和根中表達(dá)(圖3(a),(b)),暗示該基因可能參與植物葉和根的發(fā)育.水培實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),功能缺陷型轉(zhuǎn)基因株系的根相對(duì)于野生型明顯變短(圖4(d),(e)),證實(shí)了該基因在根發(fā)育過(guò)程中起作用.但葉片中我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯差異,對(duì)于該結(jié)果還有待進(jìn)一步研究.

        bHLH基因家族在動(dòng)植物界廣泛存在且行使多種多樣的功能,已知 PIF3,PIF4,HFR1在光敏色素信號(hào)傳導(dǎo)中起作用,SPT和ALC與雌蕊發(fā)育有關(guān),AMS在花粉粒發(fā)育中起作用,AtMYC2與脫落酸誘導(dǎo)的基因表達(dá)有關(guān)[23].植物激素是調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因子.生長(zhǎng)素影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)方面,包括細(xì)胞分裂與生長(zhǎng),細(xì)胞分化,頂端優(yōu)勢(shì),根的向地性等[24].本研究通過(guò)Plant CARE對(duì)Os11g39000基因的啟動(dòng)子順式元件進(jìn)行分析,結(jié)果顯示該基因啟動(dòng)子區(qū)域存在生長(zhǎng)素響應(yīng)元件(圖5(a)).Os11g39000基因的表達(dá)受到生長(zhǎng)素誘導(dǎo)并且隨著生長(zhǎng)素處理時(shí)間的延長(zhǎng),該基因的表達(dá)量顯著提高(圖5(b)).不同濃度的生長(zhǎng)素對(duì)轉(zhuǎn)基因株系處理發(fā)現(xiàn)其根長(zhǎng)對(duì)生長(zhǎng)素不敏感(圖5(c),(d)),說(shuō)明該基因的表達(dá)受到生長(zhǎng)素的調(diào)控.為了進(jìn)一步研究該基因?qū)ιL(zhǎng)素途徑的影響,對(duì)功能缺陷型轉(zhuǎn)基因株系中生長(zhǎng)素的相關(guān)基因進(jìn)行定量分析,發(fā)現(xiàn)與生長(zhǎng)素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和合成相關(guān)的基因表達(dá)量顯著提高(圖6(a),(b)),表明抑制轉(zhuǎn)錄因子Os11g39000的轉(zhuǎn)錄活性主要影響了生長(zhǎng)素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和合成途徑.這些結(jié)果表明,Os11g39000是生長(zhǎng)素對(duì)植物調(diào)節(jié)途徑中的相關(guān)基因,為進(jìn)一步闡明Os11g39000的作用機(jī)理奠定了良好的基礎(chǔ).

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