水稻類受體蛋白激酶OsRPK1參與生長素信號傳導和極性運輸的轉錄組學研究.pdf

1、植物類受體蛋白激酶廣泛參與植物生長發(fā)育、激素信號轉導、抗病和抗逆等途徑，對其開展研究具有重要的理論意義和應用價值。本文利用轉錄組學研究方法，對水稻中一個新的類受體蛋白激酶OsRPK1在生長素信號傳導和極性運輸中發(fā)揮的作用進行了研究。
　　 本實驗室在前期工作中開展了鹽脅迫下水稻質膜蛋白組學分析，鑒定了一批鹽脅迫響應蛋白，其中包括一個分子量98KD，等電點5.93的蛋白點，在鹽脅迫處理后表達水平顯著上調。經水稻數據庫檢索，該蛋白推

2、測為一個類受體蛋白激酶，我們將其命名為OsRPK1.OsRPK1編碼區(qū)為2910bp，編碼969個氨基酸。
　　 為了研究OsRPK1在生長素信號傳導中的功能，我們首先利用半定量RT-PCR對水稻OsRPK1進行組織特異性表達分析，結果顯示根和葉中OsRPK1表達量最高，莖中OsRPK1的表達量明顯低于根和葉。然后分別用植物激素Ethephon(1mM)，2，4-D(100μM),6-BA(100μM),GA3(100μM),A

3、BA(100μM),BR(10μM), MeJA(100μM),SA(1mM)處理水稻3h，12h，48h，取水稻根尖為實驗材料，分別檢測在不同激素處理下OsRPK1的表達情況，結果顯示在48h之內，2，4-D處理后OsRPK1的表達量持續(xù)上升;Ethephon、6-BA、ABA、MEJA處理后在3h時OsRPK1的表達量上升，12h后表達量逐漸下降;SA處理后，12h內OsRPK1的表達量上升，48h后表達量開始下降。結果進一步表明O

4、sRPK1主要受生長素誘導表達，OsRPK1作為定位在細胞質膜上的類受體蛋白激酶，可能參與了對外源生長素的信號識別。
　　 為了進一步研究OsRPK1在生長素信號傳導和極性運輸中可能起到的作用，我們構建了OsRPK1正向表達載體pGSA1285-OsRPK1(+)和OsRPK1反向表達載體pGSA1285-OsRPK1(-)，采用凍融法轉入農桿菌EHA105感受態(tài)細胞，農桿菌侵染粳稻日本晴胚性愈傷組織，經抗性篩選、分化、煉苗，傳

5、代得到轉基因T2代植株。半定量RT-PCR檢測OsRPK1的表達量，結果顯示我們成功獲得OsRPK1的過表達植株和抑制表達植株。以上述轉基因植株為實驗材料，野生型植株為對照，運用熒光定量PCR的方法開展了與生長素信號傳導和極性運輸相關基因的轉錄組學分析。首先檢測了生長素相關基因轉錄抑制因子AUX/IAAs家族中IAA1、IAA3、IAA5、IAA6、IAA9及IAA19在轉基因及野生型水稻中的表達情況，結果顯示這6種基因全部被生長素誘導

6、表達，但6種基因在OsRPK1抑制表達的轉基因水稻中受生長素誘導的表達量明顯低于在野生型中受誘導的表達量，而在OsRPK1過表達水稻中，IAA1，IAA6，IAA9，IAA19受生長素誘導表達量低于野生型植株，IAA3和IAA5在兩個OsRPK1過表達株系中表達量略高于野生型水稻，各有一個株系表達量低于野生型水稻，上述結果表明OsRPK1與AUX/IAAs家族成員的表達密切相關，并因此作為負調控因子參與了生長素信號傳導。其次我們比較了野

7、生型水稻和轉基因水稻中生長素信號傳導相關基因的表達量，發(fā)現OsRPK1對多個生長素信號傳導相關基因的表達量均有影響;最后我們比較了野生型水稻和轉基因水稻中生長素極性運輸相關基因LAX家族、AUX1和PIN家族的表達量，結果顯示LAX家族、AUX1和PIN家族在OsRPK1抑制表達水稻的表達量高于野生型水稻，在OsRPK1過表達水稻中的表達量低于野生型水稻野生型水稻，提示OsRPK1可能作為負調控因子參與水稻中生長素的極性運輸。