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水稻OsRUS基因家族在UVB信号传导中的功能研究

水稻OsRUS基因家族在UVB信号传导中的功能研究
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  • 批准号:30971709
  • 批准年度: 2009年
  • 学科分类:作物生长发育生理(C130201) |
  • 项目负责人:侯学文
  • 负责人职称:研究员
  • 依托单位:华南农业大学
  • 资助金额:31万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2010年01月01日 至 2012年12月31日
  • 中文关键词: 水稻;OsRUS;家族;UVB;传导
  • 英文关键词:Rice;OsRUS;UV-B;Transgenic;Yeast two-hybrid

项目摘要

中文摘要

学术界在植物对高通量HF UVB伤害的响应方面已有较多研究,但对低通量LF UVB在植物生长发育的调控方面研究较少,特别是对于植物有哪些基因参予传导LF UVB信号知之甚少。我们前期在拟南芥中发现了对极低通量VLF UVB高度敏感的rus突变体,为揭示这一机制带来可能。本项目拟通过获得OsRUS启动子与GUS报告基因融合的转基因水稻株系,来研究OsRUS基因的表达谱;通过获得OsRUS基因上调和下调的转基因水稻株系,来研究OsRUS基因在UVB处理下的表型及相关基因的表达,分析出OsRUS基因的功能;采用酵母双杂交技术获得与OsRUS1基因相互作用的阳性基因,并通过多种手段排除假阳性基因,从而逐步阐明植物传导UVB信号的途径。本项目研究结果在深化认识植物UVB信号传导途径、防治UVB辐射增强对植物的伤害等方面具有重要的理论和现实意义。

结题摘要

RUS基因是近年来从双子叶模式植物拟南芥基因组中率先发现的,该基因功能的缺失会导致突变体在低强度UV-B下,其根不能正常发育。但目前对RUS基因在低强度的UV-B信号传导途径中有何功能,该途径还有哪些成员等均不清楚。水稻是单子叶模式植物,而且还是重要的粮食作物;通过生物信息学比对,在水稻基因组中发现了6个OsRUS基因;随着工业化导致的大气中臭氧含量的降低,到达地表的UV-B强度有增强的趋势,因此以单子叶模式植物水稻为材料,研究清楚OsRUS在UV-B信号传导中的功能及其途径,不仅具有重要的理论价值,而且在保障粮食的生产方面也具有实际意义。 利用生物信息学软件对6个OsRUS,分别从基因结构、功能域、亚细胞定位、时空表达情况、启动子顺式元件等方面进行了详尽的分析。根据预测的6个OsRUS序列设计引物,分别克隆了这6个基因的cDNA序列,序列分析表明除OsRUS3与预测不一致外,其余5个基因均与预测完全一致。分别构建了OsRUS1、OsRUS2、OsRUS5和OsRUS6A的启动子分析载体、干涉载体、超表达载体以及与报告基因GFP融合的超表达载体,并转化水稻中花11胚性愈伤获得了大量转基因株系,部分株系已种植至第3、4代,部分株系也表现出了根系发育受到UV-B抑制的rus突变体的表型,利用Confocal对OsRUS∷GFP的转基因株系研究OsRUS的亚细胞定位;利用获得的OsRUS 启动子∷GUS的转基因水稻株系,研究了OsRUS的表达谱;利用OsRUS6A的干涉株系分析了抗氧化酶系活性及MDA含量变化。根据OsRUS1中DUF647结构域的分布,构建了4个OsRUS1的pGBKT7诱饵载体,从以水稻叶片cDNA构建的酵母文库中获得5个初步鉴定为阳性的基因,目前正在采用BiFC、GST pull-down等进一步确认。根据OsRUS2.1中结构域DUF647的分布,构建了4个OsRUS2.1的pGADT7猎物载体,分别与前述构建的4个OsRUS1的pGBKT7诱饵载体两两组合共转化酵母菌株AH109,研究结果表明OsRUS1与OsRUS2.1之间没有直接的相互作用。根据本项目目前的研究结果,可以确认OsRUS基因在低强度的UV-B形态建成、早期生长发育方面有一定的功能;但这一信号传导途径还有哪些成员,则有赖于对酵母双杂交筛选到的基因进行进一步的研究。

评估说明

    国家自然科学基金项目“水稻OsRUS基因家族在UVB信号传导中的功能研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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