水稻ABC轉運蛋白OsARAPT1回響砷脅迫的分子機理研究

《水稻ABC轉運蛋白OsARAPT1回響砷脅迫的分子機理研究》是依託中山大學，由俞陸軍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ABC轉運蛋白OsARAPT1回響砷脅迫的分子機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：俞陸軍
• 依託單位：中山大學

中文摘要

水稻砷污染是影響人類健康和威脅世界食品安全的重要因素之一，但目前對水稻回響砷脅迫的分子機理了解有限。我們前期通過高通量測序研究發現，水稻OsARAPT1基因在高濃度和低濃度的砷脅迫下表達量都明顯上升，而且其突變體在砷脅迫下比野生型具有更加敏感的表型，推測該基因在水稻回響砷脅迫中起正向調控功能。本項目擬利用Promoter-GUS分析砷脅迫下的精細表達譜；構建GFP融合蛋白，解析OsARAPT1在砷脅迫下的亞細胞定位變化規律；構建基因過表達，比較轉基因株系在砷脅迫下體內砷含量的動態變化及耐性差異。研究結果不僅有助於解析 OsARAPT1回響砷脅迫的生物學功能及轉運砷的分子機理，而且能為創製高耐性、低富集性的轉基因新品種提供基因資源。

結題摘要

水稻砷污染是影響人類健康和威脅世界食品安全的重要因素之一，但目前對水稻回響砷脅迫的分子機理了解有限。前期通過高通量測序研究發現，水稻OsARAPT1基因在高濃度和低濃度的砷脅迫下表達量都明顯上升，推測該基因對水稻回響砷脅迫起著正向調控功能。OsARAPT1是ABC轉運蛋白（ATP-binding cassette transporters，腺苷三磷酸結合盒轉運蛋白）中PDR亞家族全分子轉運蛋白中的一員，其NBD 位於TMD的N端，與其他亞家族具有相反的拓撲構型，是植物和真菌特有的一種轉運蛋白。植物PDR 蛋白具有轉運肽、糖、脂、離子、重金屬螯合物、生物鹼和類固醇等底物的重要功能。本研究通過PCR技術和GUS組織化學染色，獲得了OsARAPT1基因回響砷脅迫的精細表達譜，發現該基因在高濃度砷處理下，6h就被誘導；而在低濃度砷處理下，12h被誘導。亞細胞定位分析顯示OsARAPT1-GFP融合蛋白定位於細胞膜上。對OsARAPT1不同基因型植株進行砷處理的耐受性分析，結果顯示OsARAPT1基因過表達植株可以提高植物對砷脅迫的耐受性。因此，課題研究成果不僅有助於解析轉運蛋白回響砷脅迫的生物學功能和分子機理，而且能為後續培育和創製高耐性、低富集砷的轉基因新品種提供基因資源和新的思路。