摘要
建立在提高水稻自身氮利用上的水稻增产方法，成为探究水稻增产的新途径。已报导NPF家族（Nitratetransporter1andpeptidetransporterfamily）基因部分成员对于提高水稻氮利用效率和增加水稻产量具有重要作用，而在这些已经报导了的NPF家族基因中，有四个基因存在选择性剪接。通过检索NPF家族基因，我们发现共有18个基因能产生不同的剪接体。那么NPF家族中的其他剪接基因是否也对水稻氮利用和产量性状产生影响？为此，我们结合生物信息学、基因工程和植物生理学等手段，对水稻NPF家族具有选择性剪接的基因展开了初步研究。结果表明： （1）生物信息学分析表明，NPF家族中有18个基因具有选择性剪接方式，同一基因的不同剪接体在基因结构和跨膜结构等方面都存在差异。 （2）通过PCR扩增及测序，确定了18个基因的36种剪接体在水稻中确实存在。 （3）通过qRT-PCR，检测不同发育时期、不同组织部位中剪接体的表达量情况，发现同一基因的不同剪接体，在同一组织部位中的表达量存在差异。 （4）通过检测不同氮源及浓度下不同剪接体的表达量发现，在根、叶、分蘖芽中具有不同的表达情况。如在根中有的剪接体受氮浓度诱导、有的剪接体受氮源诱导，表明NPF家族剪接基因的不同剪接体在根、叶、分蘖芽中的表达存在差异，也进一步表明剪接基因的存在丰富了NPF家族基因的生物学功能。 （5）通过构建不同剪接体的转基因植株，发现OsNPF2.4-1、OsNPF5.11-1、OsNPF6.3-2、OsNPF7.1-1、OsNPF8.1-1这五种剪接体的超表达植株分蘖数明显增多，而基因的干涉材料分蘖数明显减少。同时，发现OsNPF7.4-1基因的超表达植株分蘖数明显减少，基因的干涉材料分蘖数增多。而分蘖数作为产量性状之一，分蘖数的增加在一定程度上能提高水稻产量。因此，研究这些基因的功能或许对于提高水稻产量具有重要作用。 （6）在氮源硝酸铵处理下，OsNPF2.4、OsNPF5.11、OsNPF6.3、OsNPF7.1、OsNPF8.1五个剪接基因超表达后，转基因植株的分蘖数、鲜重等均增加，且不同硝酸铵浓度及不同部位中的游离氨基酸和可溶性蛋白含量也增加。表明这些基因对于调控水稻株高、分蘖等具有重要作用，同时对于提高水稻产量也具有重要作用。而实验结果还发现，OsNPF7.4是水稻生长的一个负调控基因，该基因两种剪接形式的超表达都使分蘖数减少，在高氮条件下转基因植株叶鞘中的游离氨基酸和可溶蛋白含量增加。 以上结果表明，研究水稻NPF家族的剪接基因，对于提高水稻氮吸收、转运及提高水稻产量具有重要意义。
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