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决定植物性状的各种基因的表达几乎都会受到转录因子的调控,转录因子家族通过调节基因的表达来响应激素、生物和非生物因子,共生相互作用,细胞分化和胁迫信号通路,影响着作物的生长发育和环境适应性,因此为了提高作物产量,增强作物应对环境变化的能力,对作物转录因子功能的研究就显得至关重要。LATERAL ORGAN BOUNDARIES DOMAIN/ASYM METRIC LEAVES2-LIKE(LBD/ASL)是一个转录因子家族。我们选取了在水稻根系中特异性高表达的LBD转录因子——OsLBD1和OsLBD30,并对其功能进行了研究,得到的结果如下: 1)克隆得到约2.0kb的OsLBD1基因和OsLBD30基因启动子序列,通过对该序列的生物信息学分析表明,OsLBD1基因的启动子序列中有多个光响应相关的元件、1个生长素响应元件及胚乳表达相关的顺式作用元件;OsLBD30基因的启动子序列中同样含有多个光响应顺式作用元件、1个生长素响应元件和分生组织表达相关的顺式作用元件; 2)对根、叶片、内颖和外颖进行定量PCR分析表明,OsLBD1基因在内颖、外颖、根和叶中的相对表达水平分别为1.02、2.46、173.90和0.11; OsLBD30基因在内颖、外颖、根和叶中的相对表达水平分别为1、0.66、73.15和3.23。两个基因在根中的表达明显高于其他部位;OsLBD1和OsLBD30基因受生长素诱导表达。 为了明确OsLBD1和OsLBD30基因在水稻中的组织表达部位,克隆了OsLBD1和OsLBD30基因的启动子,并构建了ProLBD1∷ GUS和ProLBD30∷GUS载体,并转化水稻得到了转化株系。对ProLBD1∷GUS和ProLBD30∷GUS株系进行组织化学GUS染色表明:OsLBD1基因在胚乳的顶端、内颖、外颖的导管和叶枕、根系等表达,在根中主要集中在侧根及中柱部位;OsLBD30基因在胚乳两端、内外颖、幼芽、叶耳、叶枕、根的侧根及中柱中表达。 3)从水稻品种kitagge中克隆得到了长度为1047bp的OsLBD1基因和长度为924bp的OsLBD30基因的全长序列,通过构建OsLBD1∶ GFP和OsLBD30∶GFP载体,进行亚细胞定位表明两个水稻LBD基因均定位于细胞核;构建了OsLBD1-pGBKT7和OsLBD30-pGBKT7并在酵母中进行的转录激活活性试验汪明,OsLBD1和OsLBD30均具有体外具有转录激活活性。 4)构建了OsLBD1和OsLBD30基因的amiRNA载体,利用农杆菌介导的转化方法得到了OsLBD1和OsLBD30在水稻中低表达的干扰系lbd1和lbd30。lbd1在水稻营养液培养条件下,主根长度略短于野生型,侧根长度要显著短于野生型,其根系鲜重显著低于野生型;lbd30生长在水稻营养液中时主根长度与野生型相比几乎无差异,但在土壤中生长时主根要显著短于野生型,侧根长度相比野生型显著缩短,在lbd1和lbd30中四个硝酸盐转运蛋白基因的相对表达水平与野生型相比存在不同程度的差异。 表明生长素调控OsLBD1和OsLBD30基因的表达,而且OsLBD1和OsLBD30有可能通过影响硝酸盐的转运来调控水稻根系(特别是侧根)的生长发育。