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水稻是最重要的粮食作物之一,在其生长过程中不可避免的受到环境中不利因素的影响。高盐、干旱和紫外线等非生物胁迫威胁着水稻的发育过程,严重制约水稻的产量。在进化过程中,水稻形成一些有效的应对外界胁迫的生理和生化机制。其中,通过转录因子对相关基因进行转录水平上的调控,是水稻调节生长发育和应对逆境胁迫的一种重要方式。 MYB转录因子家族是植物中最大的基因家族之一,在调节植物生长发育和抗逆反应中发挥重要的调节作用。R2R3-MYB转录因子参与调节很多植物特异性的过程,包括次生代谢、发育过程和抗逆反应。本研究分离了一个水稻 R2R3-MYB基因,命名为 OsMYB14。组织特异性表达分析显示,OsMYB14基因在水稻根、茎、叶、叶鞘和颖花中均有表达,说明该基因在各组织中组成型表达。对OsMYB14基因的表达模式进行分析,发现该基因在脱落酸(ABA)诱导和盐、280-320 nm紫外线(UV-B)、干旱胁迫处理下,表达量下调。构建OsMYB14基因的RNA干涉载体pHB-OsMYB14Ri,通过农杆菌介导法转入水稻品种日本晴的愈伤组织,经过组织培养,获得转基因植株。经过阳性鉴定,半定量PCR和定量RT-PCR分析,筛选出OsMYB14基因下调的转基因阳性株系。 分析转基因株系的田间性状进行分析,发现与同期的野生型(WT)相比,转基因株系的分蘖数和有效穗数明显增多,推测OsMYB14基因参与调节腋生分生组织的形成以及侧芽的发育,影响水稻分蘖数量。同时叶长叶宽增大,株高稍微矮化,而结实率和千粒重降低,谷粒变短,转基因植株表现出营养生长优于生殖生长的特征。 T1代种子进行发苗实验,发现正常条件下,转基因株系幼苗的生长状况和野生型幼苗没有明显差异。ABA诱导下,野生型幼苗生长受抑制的程度更明显,转基因株系幼苗对ABA的敏感性降低,说明OsMYB14基因参与ABA信号转导途径。盐胁迫下,转基因株系幼苗的苗长增长率明显高于野生型,表明OsMYB14基因下调能够提高植株的对盐胁迫的耐受性。干旱胁迫下,野生型幼苗更快枯萎,苗长增长缓慢,转基因株系幼苗不仅植株健壮,而且根系发达。说明OsMYB14基因对水稻抗旱起负调控作用。UV-B处理后的野生型幼苗有明显的灼伤痕迹,而且植株生长缓慢,转基因株系幼苗无明显损伤痕迹,且苗长增长率高于野生型。结果说明OsMYB14基因很可能参与苯丙烷类次生代谢调节,且对水稻中能够吸收紫外线或清除活性氧的类黄酮衍生物的合成过程起负调控。 综上所述,OsMYB14基因是一个ABA依赖的,参与调节水稻发育过程、次生代谢和抗逆反应的R2R3-MYB转录因子,为探索水稻中MYB转录因子家族功能,进一步研究水稻发育机理和抗逆机制,提高水稻抗逆能力和产量提供了理论依据和实践基础。