中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (8): 1463-1478.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.08.001
• 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学 • 下一篇
韦萍1(), 潘炬忠1, 朱德平1, 邵胜雪1, 陈珊珊1, 韦雅倩1, 高维维1,2(
)
收稿日期:
2024-08-28
接受日期:
2024-10-17
出版日期:
2025-04-21
发布日期:
2025-04-21
通信作者:
联系方式:
韦萍,E-mail:2696216936@qq.com。
基金资助:
WEI Ping1(), PAN JuZhong1, ZHU DePing1, SHAO ShengXue1, CHEN ShanShan1, WEI YaQian1, GAO WeiWei1,2(
)
Received:
2024-08-28
Accepted:
2024-10-17
Published:
2025-04-21
Online:
2025-04-21
摘要:
【目的】AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)超家族是一类对植物生长发育以及响应逆境胁迫起重要调节作用的转录因子,在植物中广泛存在,且成员众多。探究AP2/ERF家族基因在水稻籽粒大小调控中的功能,为水稻粒形改良提供重要的基因资源。【方法】通过同源重组法克隆OsDREB1J(LOC_Os08g43200),利用生物信息学、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)等技术对该基因的基本特性、组织表达特性及在激素下的表达模式等进行分析;利用酵母异源表达、水稻原生质体瞬时表达、烟草瞬时表达技术分析该基因的转录活性和亚细胞定位;利用遗传转化体系获得该基因的过表达和基因敲除水稻突变体,并运用表型分析技术对其粒型进行分析。【结果】亚细胞定位结果显示,OsDREB1J定位于细胞核。生物信息学分析结果显示,该基因序列全长为711 bp,编码236个氨基酸;OsDREB1J蛋白不具有跨膜结构域,相对分子质量为27.47 kDa,理论等电点为5.54,具有AP2/ERF家族特有的AP2保守结构域。启动子元件分析发现,该基因启动子的顺式作用元件包括与激素响应、光响应、逆境胁迫响应等相关的元件。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果显示,OsDREB1J在水稻不同组织中均有表达,无组织特异性,但在穗中的表达量最高;同时,在不同激素处理下,OsDREB1J的表达受不同程度的诱导或抑制。转录活性分析结果显示,OsDREB1J全长无转录自激活活性,但C端是转录自激活所必需的结构域。表型分析结果表明,osdreb1j突变体的粒长、长宽比、千粒重显著高于ZH11,OsDREB1J过表达转基因水稻则相反,改变OsDREB1J的表达不影响水稻籽粒的粒宽。表明OsDREB1J可能是通过调控籽粒细胞的长度而非细胞增殖和细胞扩展来影响籽粒大小的。【结论】OsDREB1J可能通过激素信号通路调控水稻籽粒大小。
韦萍, 潘炬忠, 朱德平, 邵胜雪, 陈珊珊, 韦雅倩, 高维维. OsDREB1J调控水稻籽粒大小的功能研究[J]. 中国农业科学, 2025, 58(8): 1463-1478.
WEI Ping, PAN JuZhong, ZHU DePing, SHAO ShengXue, CHEN ShanShan, WEI YaQian, GAO WeiWei. The Function of OsDREB1J in Regulating Rice Grain Size[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(8): 1463-1478.
表1
引物及序列表"
引物名称Primer name | 正向引物Forward primer (5′-3′) | 反向引物Reverse primer (5′-3′) |
---|---|---|
OsDREB1J-GFP | ACTAGTGGATCCGGTACCATGGAGAAGAACACCACCGC | CTTGCTCACCATGGTACCGCTCCACAGCTCCATTTCAG |
OsDREB1J-ox | TCTCTCTCAAGCTTGGATCCATGGAGAAGAACACCACCGC | ATACCGTCACTAGTGGATCCGCTCCACAGCTCCATTTCAG |
BD-DREB1J | GCCATGGAGGCCGAATTCATGGAGAAGAACACCACCGC | CCGCTGCAGGTCGACGGATCCCGCTCCACAGCTCCATTTCAG |
BD-DREB1J-N | GCCATGGAGGCCGAATTCATGGAGAAGAACACCACCGC | CCGCTGCAGGTCGACGGATCCCGAGCAGCCAGGCGGAGTC |
BD-DREB1J-C | GCCATGGAGGCCGAATTCATGCACGTCCCCCGCGC | CCGCTGCAGGTCGACGGATCCCGCTCCACAGCTCCATTTCAG |
OsDREB1J-q | CATGACCAGCTGCCCGACGT | GTGACAGAACGGGCGACGAC |
DREB1J-62-sk | CGCCGTCTAGAACTAGTGGATCCATGGAGAAGAACACCACCGC | TCGATAAGCTTGATATCGAATTCCTAGCTCCACAGCTCCATTTC |
DREB1J-N-62-sk | CGCCGTCTAGAACTAGTGGATCCATGGAGAAGAACACCACCGC | TCGATAAGCTTGATATCGAATTCCTAGAGCAGCCAGGCGGAGTC |
DREB1J-C-62-sk | CGCCGTCTAGAACTAGTGGATCCATGCACGTCCCCCGCGC | TCGATAAGCTTGATATCGAATTCCTAGCTCCACAGCTCCATTTC |
e-EF-1α | GCACGCTCTTCTTGCTTTC | AGGGAATCTTGTCAGGGTTG |
表2
OsDREB1J的启动子元件"
名称 Name | 序列 Sequence | 功能 Function | 数量 Number |
---|---|---|---|
ACE | GACACGTATG | 参与光响应的顺式调节元件 Cis-acting element involved in light responsive ness | 9 |
Sp1 | GGGCGG | 光响应元件 Light responsive element | 6 |
TATA-box | TACAAAA | 转录起始位点-30附件的核心启动子元件 Core promoter element around-30 of transcription start | 7 |
TGACG-motif | TACAAAA | 茉莉酸甲酯响应元件 Cis-acting regulatory element involved in the MeJA-responsiveness | 5 |
CGTCA-motif | CGTCA | 茉莉酸甲酯响应元件 Cis-acting regulatory element involved in the MeJA-responsiveness | 5 |
TCA-element | CCATCTTTTT | 水杨酸响应元件 Cis-acting element involved in salicylic acid responsive ness | 9 |
G-Box | TGACG | 参与光反应响应的顺式作用元件 Cis-acting regulatory element involved in light responsive ness | 5 |
ABRE | ACGTG | 脱落酸响应元件 Cis-acting element involved in the abscisic acid responsive ness | 6 |
ABRE | CGCACGTGTC | 脱落酸响应元件 Cis-acting element involved in the abscisic acid responsive ness | 9 |
ABRE | CACGTG | 脱落酸响应元件 Cis-acting element involved in the abscisic acid responsive ness | 6 |
CAAT-box | CAAAT | 启动子和增强子区域的通用的顺式作用元件 Common cis-acting element in promoter and enhancer regions | 5 |
MBS | CAACTG | 拟南芥中参与干旱诱导的MYB结合位点 Arabidopsis thaliana MYB binding site involved in drought-inducibility | 6 |
GARE-motif | TCTGTTG | 赤霉素响应元件 Gibberellin-responsive element | 7 |
TCT-motif | TCTTAC | 光响应元件 Partofa light responsive element | 6 |
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