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WD40-repeat蛋白广泛分布于真核生物中,参与形成多种生物大分子复合体,在植物生命活动中起着关键的作用,如参与调控配子体发育、胚胎发育、表皮毛形成、光形态建成、非生物胁迫等。本研究选取水稻中的一个WD40-repeat蛋白基因OsWDRP3,对其功能进行初步的探究。得到如下结果:(1)利用CRISPR/Cas9技术,获得了对OsWDRP3基因进行修饰的转基因植株,并对其表型进行观察,结果显示转基因植株具有矮化、开花延迟、叶片夹角变小、株型紧凑等表型。(2)通过实时荧光定量PCR对OsWDRP3-RNAi植株中OsWDRPW的表达量进行检测。结果显示:相比野生型,RNAi植株中OsWDRPW基因的表达量下调了一倍。RNAi株系出现矮化、开花延迟、结实率低等表型。(3)利用实时荧光定量PCR,对OsWDRP3基因在野生型水稻中的表达模式进行分析。结果显示:OsWDRP3基因在水稻生长发育不同时期的各个组织结构中均有表达,其中在10天的叶片中表达量最高,随着植株的生长在叶片中的表达量下降;在花穗中的表达量最低;在根、茎、花序轴中的表达量适中。(4)利用mRNA原位杂交技术分析了OsWDRP3基因的时空表达模式。结果显示:OsWDRP3在根的表皮细胞中有较高的表达,在花序轴的表皮细胞、维管束中的韧皮部和髓中OsWDRP3也有较高的表达。在不同时期的颖壳中都有较高表达。在花药和成熟花粉中的表达量很低。(5)研究了 OsWDRP3在细胞内的定位。构建OsWDRP3-GFP融合表达载体,利用基因枪将载体微弹直接转入活力旺盛的洋葱表皮细胞中,在细胞内瞬时表达融合蛋白,激光共聚焦显微镜观察结果显示,OsWDRP3定位在细胞核和靠近细胞膜的胞质中。(6)分析了 OsWDRP3和OsBAK1-ICD(OsBAK1的胞内激酶区)的互作情况。利用BIFC技术,在小叶烟草叶片中共表达OsWDRP3-YFPN和OsBAK1-ICD-YFPC,在叶片下表皮细胞中观察到完整的YFP荧光信号。对照组 OsWDRP3-YFPN/YFPC 和 OsBAK1-ICD-YFPC/YFPN 没有检测到 YFP荧光信号。(7)利用ABA、NaCl、PEG处理野生型水稻幼苗24 h,模拟植物激素、高盐、干旱胁迫,检测OsWDRP3基因的表达情况。结果显示:在100 μmol/LABA处理下OsWDRP3的表达量逐渐升高。在150 mmol/L NaCl处理下OsWDRP3的表达量先逐渐升高,6 h后降低。在15%PEG-8000处理下,前三个小时的表达量下降,随后升高,6 h后又开始降低。(8)构建了 OsWDRP3蛋白表达载体,转入大肠杆菌DE3菌株中,诱导表达了OsWDRP3蛋白,并对蛋白进行纯化。OsWDRP3-CRISPR/Cas9突变体和RNAi转基因植株矮化、叶夹角变小,开花延迟、结实率低,结合OsWDRP3的表达模式,我们认为OsWDRP3可能参与调控水稻叶片发育和株高的调控。OsWDRP3-CRISPR/Cas9突变体和RNAi转基因植株的表型与水稻BR不敏感突变体类似,并且OsWDRP3能与OsBAK1相互作用。根据以上结果推测OsWDRP3可能与BR相关,参与BR信号途径,具体的机制还需要进一步研究。ABA、NaCl、PEG处理下,野生型水稻中OsWDRP3的表达量变化说明OsWDRP3可能对非生物胁迫有一定的响应,具体机制需进一步研究。以上结果为OsWDRP3基因的后续研究打下了基础。