干扰HD-ZipⅢ家族成员OsHox33的表达加速水稻叶片的衰老  

作　　者：栾维江[1] 申奥[1] 金治平[2] 宋素胜[1,3] 李政龙[1] 沙爱华[1,4] 

机构地区：[1]天津师范大学生命科学学院天津市动植物抗性重点实验室,天津300387 [2]中国科学院遗传与发育生物学研究所,北京100101 [3]清华大学生命科学学院,北京100084 [4]中国农业科学院油料研究所,武汉430062

出　　处：《中国科学：生命科学》2014年第1期54-65,共12页Scientia Sinica(Vitae)

基　　金：国家自然科学基金(批准号:31171515);天津市应用基础及前沿技术研究计划重点项目(批准号:11JCZDJC17900);天津市高校中青年骨干创新人才培养计划(2013-1~2015-12)资助

摘　　要：HD-ZipⅢ基因家族成员在植物生长发育中起重要作用,主要涉及调控植物胚的发育模式、茎顶端分生组织的形成、叶片极性的形成、维管系统的发育等多个方面.尤其在植物叶片的发育中起重要作用.尽管HD-ZipⅢ家族成员在陆生植物中高度保守,但基于拟南芥多重突变体的遗传分析揭示了HD-ZipⅢ家族的功能在进化过程中已有所分化.本文报道了一个HD-ZipⅢ家族成员OsHox33,并分析了其功能,研究结果表明,其在水稻叶片衰老中起重要作用.为了揭示OsHox33的功能,本研究构建两个特异的RNAi载体(一个干涉片段来自OsHox33的5′端,另一个来自OsHox33的3′非翻译区)干扰OsHox33的表达,结果表明,两个载体的转基因植株都展示了叶片早衰的相似表型,表明干扰OsHox33的表达加速了水稻叶片的衰老.pOsHox33::GUS及RT-PCR分析表明,OsHox33在水稻幼嫩的器官中有较高的表达,尤其在茎顶端分生组织、居间分生组织及愈伤等幼嫩组织有较高的表达.不同时期叶片实时定量PCR分析表明,OsHox33在水稻幼叶中有较高的表达,但在衰老叶片中表达降低.另外,不同时期叶片叶绿体电子显微镜超微结构显示,OsHox33 RNAi转基因植株加速了叶绿体结构的降解,与OsHox33 RNAi转基因植株的表型相一致.基因表达调控结果显示,OsHox33可以调控水稻叶片衰老特性基因GS1和GS2的表达,干扰OsHox33的表达降低了GS1的表达,但增加了GS2的表达.本文对于HD-ZipⅢ家族在植物生长发育中的功能提供了新的理解.

关 键 词：水稻 HD—ZipIII 叶片衰老 

分 类 号：S511[农业科学—作物学]