《水稻纖維素合成或調控相關基因BC-t的克隆與功能鑑定》是依託浙江師範大學，由饒玉春擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水稻纖維素合成或調控相關基因BC-t的克隆與功能鑑定
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：饒玉春
- 依託單位：浙江師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
纖維素是構成植物細胞壁結構的主要成分，對植物直立生長、抗倒伏具有重要的生物學意義。因此，深入開展植物纖維素生物合成機制對提高糧食產量具有重要的理論與現實意義。已有的研究表明，有多個基因參與調控纖維素生物合成與細胞壁重塑，部分功能基因已被克隆鑑定。鑑定並分離細胞壁組份相關突變體是分析各組份生物學功能最有效的途徑之一。本申請項目在EMS化學誘變創建的水稻突變體庫中篩選到一株與水稻脆桿突變體bc-t (brittle culm-temporary)。遺傳和生化分析表明bc-t為新發現的纖維素合成或調控相關突變體，受一隱性基因控制。已利用圖位克隆的方法已將其精細定位於水稻第9染色體長臂上48 kb的物理區間內。在此基礎上，本申請項目擬進一步開展更精細的物理圖譜構建，同時開展目標區間的序列測定，分離並克隆該突變基因；利用分子和細胞生物學技術進行突變基因互補試驗、過表達分析、亞細胞定位及其生理生化分。
結題摘要
細胞壁參與細胞的生殖、生長、分化、識別和防禦等一系列過程。纖維素作為細胞壁的主要成分，其含量和沉積直接影響著細胞壁的功能，許多脆性突變體都與纖維素的異常有關。水稻是研究纖維素合成、調控及細胞壁沉澱機理的理想材料。本項目利用圖位克隆、分子克隆、轉基因等現代遺傳和分子生物學技術從水稻武運粳7的EMS突變體bc88中分離和克隆到OsBC88基因，該基因編碼一個纖維素合酶催化亞基OsCesA9。通過農桿菌介導法將OsBC88融合表達載體導入水稻日本晴和菸草中，並作了OsBC88的表達分析。 我們發現bc88突變體性狀由單隱性核基因所控制，利用Osbc88的F2遺傳分離群體和經典的圖位克隆技術，分離並克隆到OsBC88突變基因，並發現其突變由單鹼基替換(CCG→CTG)引起，進而引起胺基酸序列的改變（Pro→Leu）。OsBC88在根、莖、葉、鞘、花中均有表達，其中在莖和根中表達量較高，這可能為Osbc88的半矮表型提供了證據，即OsBC88突變後影響了根部的正常發育及功能，進而影響地上部分的生長。將OsBC88與GFP的融合表達載體轉入水稻和菸草表皮細胞中，發現OsBC88/OsCesA9定位於質膜上。質膜是纖維素合成的主要場所，這充分說明了OsCesA9是水稻次生細胞壁中纖維素合成必不可少的纖維素合酶催化亞基之一。本研究結果為進一步研究OsBC88在纖維素合成和細胞壁形成中的分子作用機理提供遺傳學和細胞學證據，為培育抗倒伏或脆嫩性狀的理想育種材料提供了理論基礎和依據。
