水稻耐盐候选基因OsDRAP1功能解析
作者单位：中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与遗传改良国家重大工程 云南大学农业学院 安徽农业大学
会议名称：《第十九届中国作物学会学术年会》
会议日期：2020年
摘 要：水稻(OryzasativaL.)是重要的粮食作物,近年来日益严重的干旱、土壤盐渍化已成为制约水稻高产和扩大种植面积的主要障碍。因此,全面解析水稻的抗逆分子遗传机制,培育抗旱耐盐新品种,是未来水稻育种的主攻方向。本论文在前期研究的基础上,通过创建过表达转基因材料,鉴定其耐盐表型并测定了MDA、可溶性糖的含量,抗氧化物质As A、GSH的水平以及SOD、POD的酶活,结合组学技术对抗逆候选基因OsDRAP1进行了系统的功能剖析,研究结果对深入认识水稻抗逆响应的分子生物学机理提供了新线索,并为采用分子育种策略培育抗逆水稻新品种提供了基因资源。本研究发现过表达OsDRAP1可以显著提高水稻渗透调节物质、抗氧化物质的含量,表现出明显的耐盐性。转录组结果显示在过表达转基因株系中,一组在转录调控、细胞器基因表达和离子转运等方面具有独特功能的核心基因在盐胁迫下显著上调表达。此外,氨基酸(脯氨酸、缬氨酸)、有机酸(甘油酸、磷酸烯醇丙酮酸和抗坏血酸)和许多次级代谢物,在过表达转基因株系中显著积累。OsDRAP1很可能通过调控特定的转录因子以及离子转运相关的效应基因从而提高水稻中的多种氨基酸、次生代谢产物以及嘧啶的含量来增强水稻对于氧化胁迫和渗透胁迫的耐受能力。此外pull-down、BiFC实验结果显示SAPK8、OsDI19-5、Os GA20ox2、Os RZFP34和Os PUB67可以分别与OsDRAP1相互作用,Os RZFP34是干旱胁迫中的负调控因子而SAPK8是盐胁迫中的正调控因子,两者都参与ABA介导的气孔开闭和钾离子、钙离子转运调控,并且Os RZFP34和Os PUB67只在闭合的气孔中相互作用,因此OsDRAP1可能通过与不同的蛋白相互作用,从而协同或拮抗调控水稻对盐胁迫的应答反应。