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光敏核不育水稻农垦58S光周期育性转换的分子机理相当复杂,它涉及到光敏核不育基因与环境因子(光周期信号和温度)之间的相互作用,以及由此引起的信号转导通路的变化,最终导致幼穗发育模式的变化.基于以上观点,为深入研究农垦58S光周期育性转换的分子机理,该研究从该实验室分离的育性相关基因OsRacD出发,采用文库筛选的策略分离和分析该基因的启动子;同时以OsRacD为诱饵,采用酵母双杂交筛选OsRacD的互作蛋白以及在信号通路中的效应物分子.该研究的主要结果概括如下:1.农垦58S水稻基因组文库的构建以及OsRacD基因启动子的分离以农垦58S水稻黄化苗为材料,构建了基因组文库,经检测滴度达到10<6>pfu/ml,插入片段平均19kb.以OsRacD的cDNA序列为探针筛选文库,获得了一个包含2kb的OsRacD启动区和396bp编码区序列的阳性克隆.2.酵母双杂交筛选OsRacD互作蛋白分别以野生型和组成型激活的OsRacD为诱饵,通过酵母双杂交筛选农垦58N水稻幼穗的cDNA文库,共获得56个阳性克隆.3.Rho GDP解离抑制蛋白基因OsRhoGDI1和OsRhoGDI2的结构和功能分析通过酵母双杂交筛选,我们首次分离到2种OsRhoGDIs,分别命名为OsRhoGDI1和OsRhoGDI2.4.GTPases激活蛋白基因OsRhoGAP1和OsRhoGAP2基因的克隆与特征分析通过酵母双杂交筛选,我们首次分离到2种OsRhoGAPs,分别命名为OsRhoGAP1和OsRhoGAP2.它们的同源性较高(氨基酸序列相似性71%),基因结构相似(编码区包括5个外显子,而且外显子的剪接位点在一级结构中基本相同),分别定位在12号和2号染色体上.5.OsRacD蛋白与细胞骨架蛋白的关系采用酵母双杂交体系从水稻幼穗中分离到一些与细胞骨架相关蛋白的编码基因,包括肌动蛋白基因家族的一个新成员-OsAct,借助5′RACE技术和RT-PCR克隆到OsAct的cDNA全长,其中含有一个1134bp的读码框,编码377个氨基酸和一个终止密码子.同源性比较显示与其他已知的水稻肌动蛋白有81.8%-96%的相似性,是水稻肌动蛋白基因家族的一个新成员.生物信息学方法分析了蛋白的修饰位点、基因的结构和进化关系,RT-PCR显示该基因在多种组织有广泛的表达,但在不同发育阶段表达量有明显变化.6.水稻Rho家族成员OsRac2基因结构和启动子分析以OsRacD的cDNA编码区为探针筛选水稻农垦58S基因组文库时,还分离到Rho家族的另一个成员OsRac2.PCR检测和数据库检索显示,OsRac2在农垦58N和58S水稻基因组中有2种存在形式,不仅有包括7个内含子和8个外显子在内的全长2162bp基因编码区,而且还存在着OsRac2加工后的假基因形式.