《水稻根特異表達基因Os03g01700的啟動子研究和套用》是李援亞為項目負責人，雲南大學為依託單位的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水稻根特異表達基因Os03g01700的啟動子研究和套用
- 項目類別 ：地區科學基金項目
- 項目負責人 ：李援亞
- 依託單位 ：雲南大學
項目摘要,結課摘要,
項目摘要
植物器官生長的研究主要集中在地上部，根中很少涉及。根系構型決定了植物吸收水分和營養的能力，從而制約著產量的提高。根特異啟動子及其特異元件在研究植物水分和養分的吸收、根系生長等方面具有重要意義。套用根特異啟動子調控植物器官生長相關基因在根系生長，提高水分和養分等方面取了顯著成效。 水稻是重要的糧食作物，磷缺乏已成提高水稻產量的限制因素。OsMYB2P-1是水稻MYB2磷回響基因１，組成型超表達OsMYB2P-1的轉基因材料根系發達，根生物量增加；但在高磷條件下，OsMYB2P-1超表達材料地上部表現磷中毒。為了改良水稻根系生長，提高水稻根系對磷的吸收和利用效率，避免使用組成型啟動子帶來的不利影響。本項目將對水稻根特異表達基因Os03g01700啟動子的特異元件及結合蛋白進行研究，同時，利用其啟動子調控OsMYB2P-1在水稻根中特異表達，實現根構型改良，提高磷的利用效率。
結課摘要
根特異啟動子及其特異調控元件在研究植物水分和養分的吸收、根系生長及構型等方面具有重要意義。研究顯示，套用根特異啟動子調控植物相關基因在根系中表達，促進植物的根系生長，根構型改良，實現理想株型，提高水分和養分等方面取了顯著成效。 水稻是重要的糧食作物，磷缺乏已成提高水稻產量的限制因素。OsMYB2P-1是水稻MYB2磷回響基因１；但在高磷條件下，OsMYB2P-1超表達材料地上部表現磷中毒。為了改良水稻根系生長，提高水稻根系對磷的吸收和利用效率，避免使用組成型啟動子帶來的不利影響。本研究對水稻根特異表達基因Os03g01700啟動子的特異元件進行了分析，同時，利用水稻根特異表達基因Os03g01700的啟動子調控OsMYB2P-1在水稻根中特異表達。 項目對水稻根特異表達基因Os03g01700的啟動子啟動子-2013bp～-1475bp和-1077bp～-561bp區特異區段進行缺失分析，在-1077bp～-561bp區段，根據實驗結果，無法確認具體的特異區段；在-2013bp～-1475bp區段，大約148bp的長度上，可能存在根特異的調控元件；對此區段再作進一步的缺失分析，設計了3P-1939bp::GUS，進一步縮小了特異區段的位置，確定其位於-1939bp～-1865bp，74bp的長度範圍內。後續對其進行了突變分析，在構建的3PM1----3PM7材料中，3PM4屬於根特異表達元件，突變後GUS活性降低；3PM6屬於葉特異表達的調控元件；突變後GUS活性上調；3PM3在在所有突變材料中，GUS活性最低。結合功能獲得材料的數據，可以確定特異元件。 獲得ＰOs03g01700:OsMYB2P-1、ＰOsDX1:OsMYB2P-1 、35S:OsMYB2P-1陽性超表達轉基因材料。在磷生理實驗中，進行了高磷及低磷生理實驗分析。在高磷狀態下，3P::OsMYB2P-1與野生型很接近，地上部分有輕微的磷中毒現象，說明根的特異超量表達使其獲得具有更強的磷吸收利用能力；在低磷條件下，磷吸收能力比野生型稍強。其在各項表型參數，如株高、分櫱及根長方面並沒有優於野生型。項目進一步分析了POs03g01700:OsMYB2P-1轉基因材料中磷回響基因OsPHR2、OsPT2、OsIPS1的表達情況，為研究水稻根系和磷信號途徑提供研究材料。
