水稻多逆境响应基因OsSCL30b和OsCP12的克隆与功能分析

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水稻是人类主要的粮食作物之一,广泛种植于世界各地的耕地,目前我国一直也是食用稻米的消费大国。各种非生物胁迫,例如低温、干旱、高盐等对水稻的影响贯穿整个生育期,决定了其产量和品质,最终会带来严重的经济和社会危机。在长期的进化过程中,水稻已具备了各种快速感知和应对外界环境波动的策略。因此,研究和利用水稻响应外界胁迫的适应性,提高水稻的抗逆性,培育具有强耐受性的水稻新品种,在不良环境下保证粮食产量显得尤为重要。我们实验室克隆了一个多逆境诱导的水稻OsSCL30b剪接因子蛋白,而后利用酵母双杂交技术,将OsSCL30b作为诱饵蛋白从水稻c DNA文库中筛选并克隆了一个与其互作的Os CP12卡尔文循环调节蛋白。主要研究结果如下:1、OsSCL30b(Os12g38430)定位于水稻日本晴12号染色体上,c DNA大小为1250bp,无内含子,CDS为792bp,编码263个氨基酸残基组成的蛋白,预测蛋白分子量约为30.19k D,等电点约10.9。蛋白质结构域分析发现其N端含一个RNA识别基序结构域,C端为富含丝氨酸/精氨酸(S/R)的重复序列。启动子区域含ABRE、TGA-element、TGACG-motif和CGTCA-motif、LTR、SP1等顺式调控元件。2、水稻根细胞直接观察的到的亚细胞定位结果显示OsSCL30b定位于细胞核上。OsSCL30b的超表达减弱了转基因水稻的抗低温、抗干旱和抗盐能力。OsSCL30b超表达转基因水稻的粒长大于日本晴,粒宽、粒厚、分蘖数和株高均小于日本晴。3、Os CP12(Os03g19380)定位于水稻日本晴3号染色体上,c DNA大小为622bp,无内含子,CDS为396bp,编码131氨基酸残基组成的蛋白,预测蛋白分子量为13.90k D,等电点约4.65。蛋白质结构域分析发现其C端含一个CP12结构域。该基因启动子中含有ABRE、TCA-element、TGA-element、TGACG-motif和CGTCA-motif等顺式调控元件。4、荧光定量qRT-PCR的结果表明Os CP12受低温、高温和干旱的正调控,受盐和ABA的负调控,其中干旱对Os CP12表达量的影响最大。GUS活性检测结果显示,在水稻根、茎、叶片、穗和花药中都能检测到Os CP12的表达。Os CP12的超表达增强了转基因水稻的抗低温能力。
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