水稻果糖-1，6-二磷酸醛缩酶基因ALD Y的功能研究

【摘要】果糖-1,6-二磷酸醛缩酶同工酶是植物中参与初级代谢反应的最重要的同工酶之一,它催化3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮的醇醛缩合反应可逆的生成果糖-1,6-二磷酸。该反应是生物体内碳代谢和糖代谢途径中的一步重要反应,直接影响植物体内蔗糖和淀粉的积累。随着水稻功能基因组研究工作的不断深入,大量基因已被阐明了生物学功能,但是其中关于水稻果糖-1,6-二磷酸醛缩酶的研究报道还很少,它们对水稻生长发育的影响还不清楚。本研究以一个水稻果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(ALDY)的突变体为材料,采用反向遗传学和正向遗传学相结合的方法,研究鉴定了水稻果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因ALDY的生物学功能。本研究得到的主要研究结果如下：1.对本室一个黄叶突变体进行侧翼序列分离,得知T-DNA插入到ALDY的5’-UTR区域,共分离检测发现T-DNA侧翼序列与黄叶突变体的表型共分离,Real-timePCR分析发现ALDY的表达量在突变体中明显下降,故将突变体命名为aldy。2.突变体aldy与野生型ZH11相比,突变体aldy具有明显叶黄和半矮化的表型,种子的宽度也变小,其每一段节间长度和穗型也都小于ZH11。进行突变体的回复实验,发现将质粒ALDYpmmoter::CDS转化突变体愈伤可以部分回复突变体ALDY的表型,光合色素含量以及与叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用相关基因的表达量都与ALDY的表达量呈正相关关系。3.ALDY蛋白含有一个典型的Ⅰ型果糖-1,6-二磷酸醛缩酶结构域,定位在过氧化物酶体。通过BLAST搜索,发现水稻基因组中除了ALDY至少还存在6个果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因(命名为OsFBA1-OsFBA6),蛋白的亚细胞定位预测发现OsFBA5和OsFBA6很有可能定位在叶绿体,其他成员都很有可能定位在细胞质。我们还发现水稻果糖-1,6-二磷酸醛缩酶家族成员可能的亚细胞定位与它们在进化树上的分布存在一定的对应关系。4.通过查找表达谱芯片数据发现水稻果糖-1,6-二磷酸醛缩酶成员的表达模式不尽相同,通过Real-timePCR检测和GUS组织化学染色分析,我们验证并确认了ALDY在像叶子和叶鞘这样的绿色组织中的表达较高,与芯片数据基本一致。另外,ALDY能响应各种激素和NaCl胁迫：5μMABA和10μMJA可以诱导ALDY的表达,其它处理没有呈现出明显的规律性。
【作者】张宇；
【导师】罗杰；
【作者基本信息】华中农业大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】果糖-1,6-二磷酸醛缩酶；叶色突变；叶绿素；表达模式；生长发育；

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