Page 11 - 《广西植物》2022年第11期

ϟϟ 期 陈 言 博 等 ᧥ 水稻 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 基因响应非生物胁迫和植物激素的研究 ϟ ऐ ԡ ሕ
最高ᖔ为对照的 ϟ԰ 倍ྉ 图 ጢ᧥ାɯᤥ 此外ᖔ᧧ዶዶ 处理
也能上调 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 的表达ᖔ其表达量在 ԰࿗ ၤ 达到
最高ᖔ一直持续到 ࿗ऐ ၤྉ图 ጢ᧥ऊɯᤥ 以上结果表明ᖔ
᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 对不同植物激素的响应各异ᖔ可能参与
不同植物激素信号对水稻生长发育的调控ᤥ
ԣॹᣤ ᧣໧Ԯዛ௴ϓԣ 转基因植株的获得
԰঎ᤃ঎ϟ ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 敲除植株的筛选জ 使用特异检测引
物ྉऊ኏᧧୩۪኏᥋è 和 ऊ኏᧧୩۪኏᥋኏ɯ先对 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 敲除植
株的基因组 ᧕શዶ 进行 ۪ऊ኏ 扩增ᖔ再对得到的单一
۪ऊ኏ 片段 产物进行测 序ᖔ 结果得到了 ሕ 个敲除
᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 的纯合株系ᖔ其中 ᅳ໧ऊᐹᡙϟ԰᤬ϟ԰᤬ሕ 和 ᅳ໧ऊᐹᡙϟ԰᤬
ऐ᤬ϟጢ 株系均为单碱基插入ᖔ而 ᅳ໧ऊᐹᡙϟ԰᤬ϟԡ᤬ϟԡ 株系
则是缺失一段序列ྉ图 ᤃɯᤥ
԰঎ᤃ঎԰ ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 过表达植株的表达量检测জ 获得 ࿗
个过表达 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 纯合株系ᖔ并分别命名为 ᨃጶऐܦ
ዛ঎ 双荧光素酶实验载体构建示意图ᖔ其中 ᥈ዶᓂାጶ 是 ᥈ዶᓂ࿗
结合元件ᖔ᥈ዶᓂା᧕ 是 ᥈ዶᓂ࿗ ᧕શዶ 结合结构域ᖔሕጢ୩ ቝᔽႿᔽ 启动 ᨃጶሕܦᨃጶँ 和 ᨃጶጢᤥ ी኏ఋ᥋۪ऊ኏ 结果ྉ 图 Ꭾɯ 显示ᖔ与
子是只含 ࿗ᤃ ᤦᡱ 的 ሕጢ୩ 启动子ଫ ଧ঎ 双荧光素酶报告系统检 野生型相比ᖔ过表达株系 ᨃጶऐܦᨃጶሕ 和 ᨃጶጢ 的表达
测 ᨃ༁Իዶఋϟ԰ 的转录活性ᖔ报告载体和效应空载体作为对照
组ᖔ报告载体和连有 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 的效应载体作为实验组ᖔ实 量显著提高ᖔᨃጶँ 的表达量虽有所提高但与野生
验结果为 ሕ 次生物学重复的平均值ō标准偏差ᤥ 对照组的 型无显著差异ᤥ 因此ᖔ本研究选取 ᨃጶऐ 和 ᨃጶሕ 用
ᓂВऊ ᣰ ኏ጶશ 比值设为 ϟᖔ᥍᥍表示与对照组相比达到显著水
平ྉۗጐԡ঎ԡϟɯᤥ 于后续研究ᤥ
ዛ঎ ୩ዹၤᔀቝᑕᡷᔽዹ ༁ᡷʢࣼዹᡷࣼʢᔀ༁ ᆍ஦ ᡱ᤟ᑕ༁ቝᔽʛ༁ ࣼ༁ᔀʛ ᔽႿ ʛࣼᑕ᤟᥋᤟ࣼዹᔽ஦ᔀʢᑕ༁ᔀ ᑕ༁༁ᑕᢃᖔ ԣॹ᎒ ᧣໧Ԯዛ௴ϓԣ 转基因水稻对 ዛଧዛ 的敏感性分析
᥈ዶᓂାጶ ᔽ༁ ᥈ዶᓂ࿗ ᤦᔽႿʛᔽႿ੫ ᔀ᤟ᔀቝᔀႿᡷᖔ ᥈ዶᓂା᧕ ᔽ༁ ᥈ዶᓂ࿗ ᧕શዶ ᤦᔽႿʛᔽႿ੫
ዶାዶ 作为胁迫激素ᖔ是植物响应生物 ᣰ 非生物
ʛᆍቝᑕᔽႿᖔ ᑕႿʛ ሕጢ୩ ቝᔽႿᔽ ᡱʢᆍቝᆍᡷᔀʢ ᔽႿʛᔽዹᑕᡷᔀ༁ ᡷၤᑕᡷ ሕጢ୩ ᡱʢᆍቝᆍᡷᔀʢ ᆍႿ᤟ᢃ
ዹᆍႿᡷᑕᔽႿ༁ ࿗ᤃ ᤦᡱଫ ଧ঎ ᧕ࣼᑕ᤟ ᤟ࣼዹᔽ஦ᔀʢᑕ༁ᔀ ʢᔀᡱᆍʢᡷᔀʢ ༁ᢃ༁ᡷᔀቝ ʛᔀᡷᔀዹᡷ༁ ᡷၤᔀ 胁迫的重要调控因子ྉ ऊၤᔀႿ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡଫ ାၤᑕʢᑕᡷၤ
ᡷʢᑕႿ༁ዹʢᔽᡱᡷᔽᆍႿᑕ᤟ ᑕዹᡷᔽ׹ᔽᡷᢃ ᆍ஦ ᨃ༁Իዶఋϟ԰ᖔ ᡷၤᔀ ʢᔀᡱᆍʢᡷᔀʢ ᑕႿʛ ᔀ஦஦ᔀዹᡷᆍʢ
ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ϟɯᤥ ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 启动子序列中包含 ሕ 个
׹ᔀዹᡷᆍʢ༁ ༁ᔀʢ׹ᔀ ᑕ༁ ዹᆍႿᡷʢᆍ᤟ ੫ʢᆍࣼᡱᖔ ᡷၤᔀ ʢᔀᡱᆍʢᡷᔀʢ ׹ᔀዹᡷᆍʢ༁ ᑕႿʛ ᡷၤᔀ
ᔀ஦஦ᔀዹᡷᆍʢ ׹ᔀዹᡷᆍʢ औᔽᡷၤ ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ ᑕʢᔀ ࣼ༁ᔀʛ ᑕ༁ ᡷၤᔀ ᔀ଴ᡱᔀʢᔽቝᔀႿᡷᑕ᤟ ੫ʢᆍࣼᡱᖔ ዶାዶ 响应元件ྉ 图 ሕɯᖔ并且 ዶାዶ 有抑制 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰
׹ᑕ᤟ࣼᔀ༁ ᑕʢᔀ ଝō ໧ ஦ʢᆍቝ ᡷၤʢᔀᔀ ᤦᔽᆍ᤟ᆍ੫ᔽዹᑕ᤟ ʢᔀᡱ᤟ᔽዹᑕᡷᔀ༁঎ ఋၤᔀ ᓂВऊᣰ ኏ጶશ 表达的作用ྉ图 ጢ᧥ዶɯᤥ 在获得过表达 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 和
ʢᑕᡷᔽᆍ ᆍ஦ ዹᆍႿᡷʢᆍ᤟ ੫ʢᆍࣼᡱ ᔽ༁ ʛᔀ஦ᔽႿᔀʛ ᑕ༁ ϟᖔ ᥍᥍ ᔽႿʛᔽዹᑕᡷᔀ༁ ༁ᔽ੫Ⴟᔽ஦ᔽዹᑕႿᡷ
敲除 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 的植株后ᖔ进一步检测其对 ዶାዶ 的
ʛᔽ஦஦ᔀʢᔀႿዹᔀ ዹᆍቝᡱᑕʢᔀʛ औᔽᡷၤ ዹᆍႿᡷʢᆍ᤟ ੫ʢᆍࣼᡱ ྉۗጐԡ঎ԡϟɯ঎
敏感性ᖔ结果表明ᖔዶାዶ 抑制了野生型和 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰
图 ԰জ ᨃ༁Իዶఋϟ԰ 的转录活性分析
超表达幼苗的生长ᖔ并随着 ዶାዶ 浓度的升高抑制
èᔽ੫঎ ԰জ ఋʢᑕႿ༁ዹʢᔽᡱᡷᔽᆍႿᑕ᤟ ᑕዹᡷᔽ׹ᔽᡷᢃ ᑕႿᑕ᤟ᢃ༁ᔽ༁ ᆍ஦ ᨃ༁Իዶఋϟ԰
程度越大ᖔ而 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 过表达株系的株高ܦ根长都
࿗᧥ऊᖔ᧕ɯᤥ 以上结果表明ᖔ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 基因的表达响 显著高于野生型ྉ 图 ऐɯᤥ ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 敲除植株的株
应多种非生物胁迫ᖔ并随胁迫时间的延长其表达 高在 ጢဂቝᆍ᤟ ኼᓂ ዶାዶ 处理下显著低于野生型ଫ在
᥋ϟ
低浓度 ዶାዶྉϟ ဂቝᆍ᤟ ኼᓂ ɯ 处理下ᖔ其根长显著高
᥋ϟ
量出现不同的变化趋势ᤥ
ԣॹጇ 不同植物激素处理下 ᧣໧Ԯዛ௴ϓԣ 的表达分析 于野生型ଫ但在较高浓度 ዶାዶྉϟԡ ဂቝᆍ᤟ ኼᓂ ɯ 处
᥋ϟ
植物激素作为植物内源信号分子ᖔ在植物生 理下ᖔ根长与野生型无显著差异ྉ 图 ऐɯᤥ 以上结
长发育过程中具有重要作用ᤥ ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 的启动子 果表明ᖔ过表达 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 会降低水稻对 ዶାዶ 的敏
中含有多个激素相关元件ྉ 图 ሕɯᖔ推测其可能响 感性ᖔ而敲除 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 则在合适的 ዶାዶ 浓度下才
应激素水平的变化ᤥ 植物激素处理实验结果表 会增强水稻对 ዶାዶ 的敏感性ᤥ
明ᖔ外施 ዶାዶ 显著下调 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 的表达ᤥ 处理 ϟ ԣॹࣽ ᧣໧Ԯዛ௴ϓԣ 转基因植株农艺性状的观察与统计
ၤ 时 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 的表达量迅速下降ᖔ在 ԰࿗ ၤ 降到最 农艺性状的统计分析结果表明ᖔ在分蘖期ܦ抽
低ᖔ约为对照的 ϟᣰ ϟԡᖔ࿗ऐ ၤ 时略有升高ྉ 图 ጢ᧥ዶɯᤥ 穗期ܦ成熟期这 ሕ 个时期中ᖔ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 过表达水稻
᥋ϟ
相反ᖔ 外施 ϟဂቝᆍ᤟ ኼ ᓂ 的 ԰ᖔ ࿗᥋ᔀାᓂᖔ 在 ϟၤ 时 的株高均显著低于野生型ᖔ而 ᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 敲除植株
᧣໧Ԯዛ௴ϟ԰ 表达开始上调ᖔ一直持续到 ࿗ऐ ၤ 且达到 则与野生型没有显著差异ྉ图 ँ᧥ዶᖔାᖔ᧕ᖔèɯଫ 根长