表观遗传是指DNA序列本身未发生改变,但基因表达却因为序列的各种修饰而发生变化的遗传现象。DNA甲基化是表观遗传的调控机制之一,不仅可以改变基因的表达模式,还可以参与基因防御。甲基结合蛋白MBD与甲基化DNA结合,并参与调控基因的表达。本课题组前期研究发现了一个水稻甲基结合蛋白基因OsMBD1,该基因的具体功能和作用机制尚不清楚。本项目在前期的基础上对OsMBD1基因进行初步的功能分析。具体结果如下:(1)OsMBD1基因的表达分析:通过qRT-PCR分析表明,OsMBD1在水稻根、茎、叶、种子以及幼穗中组成型表达,其中在叶片中的表达量最高;为进一步分析OsMBD1基因表达模式,构建了 OsMBD1启动子-GUS报告基因融合表达载体,并进行水稻遗传转化,获得转基因水稻植株,为后续分析OsMBD1启动子表达模式奠定了基础。(2)基因的功能分析:构建了过表达载体pCXUN-OsMBD1和RNAi干扰载体pCXSN-MBD1-RNAi,通过遗传转化导入日本晴水稻愈伤,获得了转基因水稻植株。对To和T1转基因植株生育期调查发现,相比较野生型,OsMBD1过表达植株抽穗期延迟,株高更高,植株分蘖减少,株型更分散,剑叶长度更长而宽度变窄。RNAi植株则与野生型没有明显差别。(3)OsMBD1蛋白的亚细胞定位:构建了绿色荧光蛋白GFP-OsMBD1的融合表达载体pC-NGFP-OsMBD1,通过烟草和水稻原生质体瞬时表达分析发现,OsMBD1蛋白定位在细胞核中,符合OsMBD1结合甲基化DNA的功能预测。(4)OsMBD1蛋白的原核表达和纯化:构建了带有麦芽糖标签MBP的原核表达载体pMAL-c2X-OsMBD1,诱导纯化获得了可溶性蛋白,为后续生化研究奠定了基础。本研究结果初步表明,OsMBD1对水稻生长发育具有重要调控作用。这些结果也为进一步深入研究OsMBD1的作用机制奠定了重要基础。