【摘 要】
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植物在遭遇不同逆境时,会诱导不同的逆境响应基因的表达,可变剪切作为一种重要的基因表达调控方式,在转录后水平上对基因的转录本水平进行了调控。PRMT5作为一种精氨酸甲基转移酶,也是一种剪切相关蛋白。PRMT5的突变能够引起其他基因的剪切模式发生改变,在这些基因当中也包含了一些光呼吸基因如RCA、HPR、GDCH1等等。本研究首先利用RNA-seq技术分析拟南芥Col-0和prmt5-2在逆境胁迫下诱
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植物在遭遇不同逆境时,会诱导不同的逆境响应基因的表达,可变剪切作为一种重要的基因表达调控方式,在转录后水平上对基因的转录本水平进行了调控。PRMT5作为一种精氨酸甲基转移酶,也是一种剪切相关蛋白。PRMT5的突变能够引起其他基因的剪切模式发生改变,在这些基因当中也包含了一些光呼吸基因如RCA、HPR、GDCH1等等。本研究首先利用RNA-seq技术分析拟南芥Col-0和prmt5-2在逆境胁迫下诱导产生光呼吸相关基因的差异可变剪切,通过设计大量检测可变剪切的引物,验证了不同逆境胁迫下光呼吸相关基因的差异可变剪切,分析了不同逆境胁迫下光呼吸相关基因产生的差异可变剪切的特异性,探讨了光呼吸相关基因At GDCH1产生差异可变剪切的可能功能;同时构建水稻Os PRMT5的基因编辑载体,获得Os PRMT5的突变纯合株系,并检测其在逆境胁迫下光呼吸相关基因的差异可变剪切,获得的实验结果如下:1.在高光和高CO2处理下Col-0中大量基因产生差异可变剪切,prmt5-2中产生差异可变剪切比Col-0更多,特别是内含子滞留这种类型的可变剪切,prmt5-2是Col-0中的2倍。其中prmt5-2中诱导产生更多的光呼吸相关基因的差异可变剪切,并且这些差异的可变剪切主要也是内含子滞留。2.在不同的逆境胁迫下检测到GDCH1、GLT1、GS1.4、AGT、10-FDF、GGAT2、HAOX2、PGLP1、HPR2和RCA等光呼吸相关基因分别在Col-0和prmt5-2中能够产生异可变剪切,但在不同逆境下产生的差异可变剪切具有特异性。3.对At GDCH1不同转录本进行过量表达,获得了不同转录本过量表达的转基因纯合株系,但过量表达At GDCH1不同转录本对拟南芥生长表型影响不大。Western blot检测过量表达各个转录本的转基因株系的蛋白含量都高于野生型,但过量表达At GDCH1含内含子的转录本并没有检测到新的蛋白。4.构建水稻Os PRMT5的基因编辑载体,获得Os PRMT5基因编辑的转基因纯合株系。逆境胁迫下,Os PRMT5基因编辑植株也能诱导产生光呼吸相关基因的差异可变剪切,说明PRMT5在水稻和拟南芥中调控光呼吸相关基因的可变剪切具有相似的功能。
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