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水稻OsNCED4基因的克隆及功能初探
作者姓名:周丽  李梦婷  朱骞  Sadia Nadir  李伟  郭效琼  冯天  陈丽娟  李东宣
作者单位:云南农业大学;云南农业大学;本努科技大学化学系;中国科学院昆明植物研究所山地生态系统研究中心
基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFD0100205);国家自然科学基金NSFC-云南合基金(U1136604);国家自然科学基金项目(31560115,31860108);云南省重点基金项目(2015FA023);云南省重大专项(2018ZG005)共同资助。
摘    要:脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种抑制植物生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名,在植物逆胁迫中发挥关键作用。由NCED基因编码的9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED),是ABA在高等植物中的关键酶。本研究已成功从水稻Ilmibyeo(O.sativa L.ssp.japonica)基因组中克隆得到Os NCED4,生物信息学分析表明,Os NCED4基因位于水稻第7号染色体上,ORF全长1749 bp,无内含子结构,编码582个氨基酸,具有NCED家族的RPE65保守结构;以该基因和其启动子序列构建组织表达载体pOsNCED4::GUS、pCaMV35S::OsNCED4:EGFP和RNAi干扰载体p Ca MV35S::OsNCED4:RNAi,用于基因表达和功能分析,并利用农杆菌介导的方法,成功获得了相应遗传载体的转基因植株;GUS染色结果表明,该基因在叶片、叶耳、小穗等组织部位均有表达;RT-PCR结果显示,Os NCED4在水稻不同生育期的根、茎、叶、叶鞘和穗子中均有不同程度的表达,但表达量具有明显的差异;亚细胞定位结果显示,OsNCED4基因编码的蛋白定位于细胞核;与野生型植株相比,RNAi植株的花粉育性无明显差异,而结实率显著下降。该研究结果为进一步研究水稻OsNCED4基因表达的调控,以及为水稻生长发育上的功能研究提供了科学依据。

关 键 词:水稻(Oryza  SATIVA  L.)  OsNCED4  基因克隆  生物信息学分析  基因表达
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