水稻OsPUT1基因的鉴定和功能初步验证

作者：张斌; 李小慧

来源：华北农学报, 2023, 38(05): 10-18.

• 水稻
• 多胺转运蛋白
• 亚细胞定位
• 氨基酸
• 氨基酸转运蛋白
• 多胺

为探究氨基酸转运蛋白(AAT)的功能和可能的分子机制，首先，通过建立隐马尔可夫新模型对水稻AAT家族成员进行鉴定，构建系统进化树分析水稻与拟南芥AAT成员之间的进化关系；其次，利用生物信息学手段对水稻多胺转运蛋白基因1(OsPUT1)的启动子、蛋白结构和功能结构域进行了分析；再次，构建了OsPUT1-GFP载体在水稻原生质体中表达以确定其亚细胞定位，利用荧光定量PCR检测OsPUT1基因在不同组织以及不同逆境胁迫下的表达模式；最后，采用水稻OsPUT1基因过表达(OE)、日本晴(Nip)和RNA干扰(RNAi)株系初步研究了基因的功能。结果显示：在水稻中含有96个OsAAT蛋白家族成员，分为13个亚家族；PUT亚家族含有6个OsPUT成员，其中OsPUT1和AtPUT3遗传距离最近且分布在同一个分支；OsPUT1基因启动子中含有涉及生长发育、光调节、植物激素和胁迫响应的顺式作用元件；OsPUT1蛋白含有多胺转运蛋白结构域PotE,亚细胞定位试验表明其位于细胞膜上；在叶片中OsPUT1基因表达量相对较高，在花中表达量相对较低；基因表达受JA、甘露醇和ABA抑制；低温胁迫下，基因表达先下降后恢复正常；在SA、亚精胺和百草枯处理下，基因表达先上升后降低；在氯化钠处理下，基因表达量先上升，在1 h达到最高，之后下降，在12 h达到最低，在24 h恢复到正常水平；OE株系显著降低了对0.2μmol/L百草枯的抗性，而RNAi株系则显著增强了对0.2μmol/L百草枯的抗性。综上说明，OsPUT1蛋白可能具有运输多胺和参与胁迫响应的功能。

• 单位
  湖南科技学院