《OsIPCS基因在水稻生長發育和逆境適應中的生物學功能研究》是依託南昌大學，由李紹波擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：OsIPCS基因在水稻生長發育和逆境適應中的生物學功能研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：李紹波
- 依託單位：南昌大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
肌醇磷酸神經醯胺合酶（IPCS）是鞘脂代謝途徑中的關鍵酶，對生物正常生長發育和逆境適應意義重大。本項目擬克隆3個水稻OsIPCS基因，利用CRISPR等技術構建其過量、下調和缺失表達載體，轉化粳稻後，比較正常和逆境下野生型植株和轉基因純合植株的表型差異，確定其表型功能及其相互間的關係；螢光定量PCR檢測它們在水稻根、莖、葉和穗中的表達，確定其組織表達特性；通過檢測特定組織中的神經醯胺含量、OsIPCS活性，確定其生化功能；利用轉錄組測序等方法，獲得正常與逆境下野生型和轉基因純合水稻特定組織中表達顯著上/下調的基因，確定OsIPCS基因功能發揮涉及的調控途徑。另外，還將對OsIPCS蛋白在酵母中表達的功能特性進行分析，對其在水稻原生質體中的表達進行亞細胞定位。為深入剖析這3個水稻OsIPCS基因在生物學功能上的相互關係，及其生物學功能發揮涉及的遺傳途徑奠定基礎，也為作物分子育種提供依據。
結題摘要
IPCS（肌醇磷酸神經醯胺合酶）是鞘脂代謝途徑中的關鍵酶，但植物中IPCS的表型功能及其作用機制研究鮮有報導。我們克隆了3個水稻OsIPCS基因，明確了它們的時空表達模式和蛋白亞細胞定位情況，發現它們對多種非生物脅迫均具有顯著的回響，暗示OsIPCSs可能在水稻逆境適應中具有作用，但有待證實。重點創製了3個OsIPCS基因的單敲、雙敲和三敲缺失表達突變體，表型觀測和細胞學分析結果表明，OsIPCSs的缺失表達可能引起了水稻莖稈等細胞變短，導致突變體各節間長度以及穗長變短，使得突變體的株高降低，OsIPCSs在影響株高的過程中表現出功能冗餘現象，效應大小可能是OsIPCS3＞OsIPCS2＞OsIPCS1。通過轉錄組和代謝組測序分析，獲得了許多與水稻株高調控相關的差異表達基因和脂質代謝物，發現OsIPCS基因可能參與了糖基磷脂醯肌醇-錨生物合成和磷脂醯肌醇代謝途徑。初步揭示了水稻OsIPCSs的表型功能，為深入理解水稻生長發育機理提供了全新的知識。目前已在Plant Mol Biol等期刊上發表了標註本項目基金號資助的學術論文5篇，資助碩士生8名和博士生1名。
