水稻TAA1同源基因的克隆及其功能鑒定.pdf

1、避蔭反應(yīng)指喜光植物在被遮蔭時所產(chǎn)生的一種植物適應(yīng)環(huán)境的可塑性反應(yīng)。植物發(fā)生避蔭反應(yīng)時會出現(xiàn)垂直莖和葉柄的伸長，以促使葉片更高，使植物更易于接受光照，該反應(yīng)發(fā)生時會表現(xiàn)出一系列的形態(tài)和生理變化，例如擬南芥在被遮蔭時，其下胚軸和葉柄會快速伸長，葉表面積以及葉綠素會減少，葉片角度會發(fā)生改變等；還會導(dǎo)致營養(yǎng)組分向快速伸長的器官（如莖和葉柄）轉(zhuǎn)移，減少在其它組織和器官（如葉片，花，果實和儲藏器官）的分配。
　　 水稻是重要的糧食作物，高密

2、度種植引起的避蔭反應(yīng)會使大部分的生物量轉(zhuǎn)移至莖等伸長組織，或者株型過高易引起倒伏，從而導(dǎo)致水稻的減產(chǎn)。因此水稻避蔭反應(yīng)的分子機制的研究，可以為水稻株型的改良提供重要的分子依據(jù)。
　　 TAA1(Tryptophan aminotransferase of arabidopsis1，擬南芥的色氨酸轉(zhuǎn)氨酶1)是擬南芥中色氨酸依賴型生長素合成途徑中的關(guān)鍵酶，研究發(fā)現(xiàn)TAA1參與調(diào)控擬南芥的避蔭反應(yīng)，低R/FR(紅光與遠(yuǎn)紅光的比例)的光

3、照（模擬遮蔭）能快速誘導(dǎo)TAA1催化色氨酸(Trp)與丙酮酸(PA)生成吲哚丙酮酸(IPA)的反應(yīng)，進(jìn)而促使生長素的快速合成，加速擬南芥下胚軸的伸長。為了鑒定水稻中TAA1的同源基因是否也參與了水稻的生長素合成及避蔭反應(yīng)。本論文主要做了以下工作：
　　 1，水稻日本晴幼苗在模擬遮蔭條件下，與模擬白光下相比，葉鞘明顯伸長，驗證了水稻存在避蔭反應(yīng)。
　　 2,通過基因及蛋白質(zhì)序列比對，在水稻基因庫中我們選取了三個與TAA1有

4、較高同源性的基因：os01g0717400(OS-1)，os01g0717700（OS-2），os05g0169300(OS-3);利用RT-PCR及PCR技術(shù)克隆到這三個基因的cDNA編碼區(qū)片段。
　　 3，將克隆得到的OS-1、OS-2、OS-3cDNA編碼區(qū)片段分別連入原核表達(dá)載體pMBP-c，并表達(dá)于大腸桿菌BL21中，體外純化得到融合蛋白。體外酶活檢測發(fā)現(xiàn)，OS-3具有色氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性，其最適PH值為8.5，最適反應(yīng)溫

5、度55℃，并對Trp、Phe、Lue、Ala、Met、His、Tyr、Cys有轉(zhuǎn)氨酶活性。
　　 4，將克隆得到的OS-1、OS-2、OS-3的cDNA編碼區(qū)片段分別連入植物過表達(dá)載體pCHF3-YFP中，并表達(dá)于擬南芥TAA1突變型植株sav3-1中，表型分析發(fā)現(xiàn)，在模擬遮蔭條件下，轉(zhuǎn)基因擬南芥植株sav3-1/OS-3表現(xiàn)為下胚軸快速伸長，推測OS-3在轉(zhuǎn)基因擬南芥有色氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性，參與了生長素的合成。
　　 綜上