摘要
多胺是一类分子量比较低且具有生物活性的脂肪族含氮碱,在植物生长发育过程中发挥重要作用.多胺转运蛋白(polyamine uptake transporters,PUT)介导细胞内和细胞间氨基酸、多胺、百草枯(paraquat,PQ)和硫胺的运输.研究表明,拟南芥(Arabidopsis thaliana)多胺转运蛋白AtPUT3突变体atput3对0.1μmol/L百草枯具有一定的抗性.为了研究百草枯胁迫条件下水稻(Oryza sativa)PUT在植物生长发育中的作用,本研究采用生物信息学方法,在水稻基因组中鉴定出6个PUT,其中水稻OsPUT1和拟南芥AtPUT3蛋白分子量接近,结构类似,是一种N端和C端位于胞质侧且含有12个跨膜结构并具有氨基酸转运体结构域的膜蛋白.通过双酶切克隆法,构建了pFGC1300-35S-OsPUT1基因的过表达载体,并转化拟南芥突变体atput3.结果显示,在完整生命周期内,短日照条件下,拟南芥野生型(WT)、拟南芥突变体(atput3)和过表达OE株系表型差异不明显,抽薹所需时长和抽薹时莲座叶数三者无显著差异;在1/2 MS培养基(0µmol/L PQ)上种子萌发48 h,三者萌发率差异不显著.但是,在1/2 MS培养基(0.1μmol/L PQ)上种子萌发5 d时,WT和EO株系种子萌发率与atput3相比显著降低(P<0.05).在1/2 MS(0.1µmol/L PQ)上幼苗生长10 d,EO株系表型恢复到WT状态,相比atput3,WT和EO株系主根长度显著降低(P<0.05).说明OsPUT1基因功能互补,使atput3的表型恢复为WT,证明水稻OsPUT1蛋白具有类似拟南芥AtPUT3蛋白的功能.本研究为下一步探究OsPUT1基因的功能提供参考,为进一步探讨水稻对PQ的抗性提供一定的启示.
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