摘要
异三聚体G蛋白(Heterotrimeric Gprotein，简称G蛋白)介导的信号转导途径是真核生物中的一种保守的信号途径，对于真核生物生长发育的调控起着重要的作用。G蛋白是由α、β和γ三个亚组成的复合体，且各个亚基在生命体活动中参与多个信号响应过程。水稻G蛋白在调控籽粒大小方面的研究主要集中在γ亚基，而对于β亚基的研究较少。将水稻中β亚基RGB1扰后，对水稻籽粒的大小产生了影响，但是目前关于RGB1在水稻灌浆期的调节机制尚未明确。本研究以单子叶模式植物水稻为材料，研究水稻G蛋白β亚基RGB1在调控籽粒发育过程中的作用及其机理。结果如下: 1.RGB1干扰水稻籽粒与野生型武育粳8号相比较，其水稻籽粒短圆，千粒重减少，每穗粒数显著下降;同时，RGB1干扰的水稻籽粒灌浆与野生型相比较出现了明显的延迟;通过生理实验测定了RGB1干扰水稻种子及野生型种子的总淀粉含量，结果显示总淀粉含量相对于野生型显著降低。 2.利用Ricexpro网站提供的数据分析了G蛋白在水稻组织中的表达模式，结果表明，水稻G蛋白各亚基在根、茎、叶鞘和穗中均有表达。然而与其他亚基相比较，β亚基RGB1在胚胎和胚乳中表达量更高。Western blot的结果也进一步证实了RGB1在水稻籽粒发育过程中表达水平较高，说明了RGB1在籽粒发育过程中具有一定的调控作用。 3.为了了解RGB1对籽粒灌浆过程中的影响，通过对水稻籽粒灌浆早期的WYJ8号和RGB1干扰的水稻籽粒进行了转录组测序，分析了其基因的表达谱。通过KEGG通路富集分析表明差异表达基因(DEGs)在“淀粉和蔗糖代谢”和“植物激素转导”途径中显著富集。表明RGB1可能通过调控内部激素的平衡和介导激素的信号转导来调节籽粒淀粉合成。 4.通过荧光定量qPCR实验，检测了12个淀粉合成相关基因在RGB1干扰株系及野生型水稻籽粒中的表达情况。检测结果显示，这些基因的表达量在5-10天时均低于野生型。除此之外，还检测了筛选到的8个与籽粒发育相关的转录因子，这些转录因子的表达量在RGB1干扰水稻籽粒中均出现延迟。通过共表达分析，推测RGB1能影响与籽粒发育相关的转录因子的表达，从而调控淀粉合成基因的表达。 5.在籽粒灌浆过程中，RGB1干扰株系的水稻籽粒中游离的IAA含量始终低于野生型WYJ8。另外，相关性分析显示，OsYUC11基因的表达量与生长素含量之间存在显著正相关性，表明RGB1主要通过OsYUC11基因来调控IAA的积累。 综上所述，发现了G蛋白β亚基RGB1在籽粒灌浆早期主要通过转录因子和IAA正向调控淀粉的积累，并且在籽粒灌浆早期RGB1还增加了编码淀粉合成基因的表达.
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