水稻OsSAE1调控盐胁迫反应的功能研究

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangzhaohai
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AP2/ERF超家族是植物所特有的一类转录因子家族,包含很多的家族成员。已有研究表明该家族因子在调控植物生长,花、果实、种子的发育中发挥着重要作用,同时也在应答植物激素和逆境胁迫,调节植物生物和非生物胁迫反应中发挥作用。AP2家族是AP2/ERF超家族的重要组成部分,该家族蛋白含有两个典型的AP2结构域,主要调控植物发育。此外,AP2家族的部分成员蛋白结构C端还包含一个保守的EAR结构域,该类因子可能通过抑制目的基因的表达发挥功能。  水稻OsSAE1(SALT AND ABA RESPONSE ERF1; LOC_Os06g43220)编码一个AP2转录因子,其C端含有典型的“LxLxL”类型的EAR转录抑制结构域;多种植物中均存在OsSAE1的同源蛋白;OsSAE1在根、茎、叶、叶鞘、小穗、种子中均有表达,但叶片中表达最高;且受到NaCl、干旱、ABA、ACC的诱导;OsSAE1在酵母中具有转录激活活性,且其转录激活域位于蛋白C端。  利用OsSAE1 RNAi转基因水稻材料开展了该基因的功能分析,发现干扰材料穗长和每穗实粒数较野生型显著减小,而有效分蘖数较野生型显著增加,说明OsSAE1能够影响水稻发育。此外,在没有盐胁迫下,OsSAE1 RNAi转基因水稻种子较野生型萌发延迟,盐胁迫加剧了萌发的抑制作用;且幼苗发育过程及成苗均表现出对盐胁迫的敏感性。生理指标的测定表明,盐胁迫处理后,干扰材料叶绿素含量较野生型低,而MDA含量较野生型高。以上研究揭示OsSAE1不仅参与水稻的生长发育,且调控了水稻的盐胁迫应答过程。  鉴于植物激素ABA在植物生长发育和逆境胁迫应答中的重要调控功能,推测OsSAE1干扰水稻材料影响种子萌发的表型可能与ABA的功能有关。为了探讨OsSAE1在ABA反应中的功能,首先,确认了OsSAE1干扰材料种子萌发和幼苗发育对ABA的敏感性增强;且叶片失水率低于野生型;而干扰材料与野生型水稻幼苗内源ABA含量没有显著差异,说明OsSAE1调控种子萌发和盐胁迫敏感性不是通过ABA生物合成途径。进一步研究发现,OsSAE1干扰材料中OsABI5基因的表达显著高于野生型。以上研究结果表明,OsSAE1影响了ABA信号分子的基因表达,进而调控水稻盐胁迫反应。
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