水稻OsMas蛋白调控水分高效利用的功能机制研究
作者单位：淮阴工学院生命科学与食品工程学院
会议名称：《江苏省遗传学会2019年学术研讨会》
会议日期：2019年
关 键 词：水稻 OsMas ABA信号 抗旱性 水分高效利用
摘 要：水稻（Oryza sativa L.）是世界主要粮食作物之一,干旱是影响水稻产量的最重要的非生物胁迫因素之一,提高水稻水分利用效率的主要途径是提高其抗旱性。克隆和利用水稻抗旱相关基因,提高水稻的抗旱能力,对我国乃至全世界粮食安全都具有重要意义。构建了水稻品种扬粳805的c DNA-AFLP文库,并克隆了水稻α/β水解酶基因OsMas,该基因ORF全长1164 bp,编码387 aa;推测分子量为42.58 kDa,等电点（pI）为6.45;OsMas基因的基因组全长为5094 bp,含有7个内含子和8个外显子;序列比对分析,该基因有一个Maspardin结构域。构建原核表达载体p GEX-6P-1-OsMas,将其导入原核表达菌株Transetta（DE3）,与未诱导的重组菌全菌蛋白电泳条带相比,诱导后的菌体蛋白在约65 kDa处有一条明显的融合蛋白条带,与预测大小基本吻合;同时发现,表达OsMas基因提高大肠杆菌的甘露醇胁迫抗性。q RT-PCR分析表明,该基因受到200 mM甘露醇、20%PEG6000、200 mM NaCl和100μM ABA诱导表达。构建植物表达载体,将该基因导入拟南芥中,显著提高拟南芥植株的抗旱性和耐盐性。同时,还将该基因导入水稻品种中花11号,通过对转基因水稻材料的发芽率、生长势、水培实验、盆栽实验等系统鉴定,表明转基因水稻材料抗旱性和耐盐性显著提高。表明水稻OsMas基因在水分高效利用具有重要作用。干旱胁迫处理后转基因水稻植株的ABA含量显著高于野生型植株,以及ABA合成途径关键酶基因OsNCED4和OsNCED5显著上调;对过表达转基因水稻材料和野生型材料进行芽期和苗期的外源ABA处理,结果发现过表达植株对ABA的敏感性明显高于野生型植株。基于上述结果推测,OsMas可能参与了由ABA介导的水稻抗旱过程,过表达OsMas基因通过上调ABA合成途径关键酶基因表达,增加ABA含量,激活ABA信号途径,从而显著提高了转基因植株的耐盐性和抗旱性,为水稻水分高效利用和抗逆育种奠定理论基础。