【摘 要】
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水稻作为重要的粮食作物,为全世界近一半人口提供口粮,其产量多寡很大程度上关乎国家稳定和社会发展。近年来,随着环境的日益恶化,如温室效应、极端干旱等异常气候的频繁出现,对水稻生长适应环境提出了更高的挑战。而水稻在漫长的进化中,已经具备了完整的生理生化机制来对应对外界环境的改变,研究其逆境响应机理,有利于我们提高作物的抗逆性。基因组学的大力发展,使得多种生物的基因组被测序出来,但是其中还有部分基因功能
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水稻作为重要的粮食作物,为全世界近一半人口提供口粮,其产量多寡很大程度上关乎国家稳定和社会发展。近年来,随着环境的日益恶化,如温室效应、极端干旱等异常气候的频繁出现,对水稻生长适应环境提出了更高的挑战。而水稻在漫长的进化中,已经具备了完整的生理生化机制来对应对外界环境的改变,研究其逆境响应机理,有利于我们提高作物的抗逆性。基因组学的大力发展,使得多种生物的基因组被测序出来,但是其中还有部分基因功能却还未被注释。有数据表明,真核生物中大约有20%-40%编码蛋白质的基因功能未知,而这些未知基因作为基因蓝图中不可或缺的一部分,它们功能注释就变得刻不容缓,同时对于水稻基因工程遗传改良具有潜在的价值。为了解水稻应对非生物胁迫反应机制以及发现新的水稻逆境响应基因,我们利用Affymetrix水稻基因芯片筛选了一个逆境诱导候选基因,因其无明显的特征结构,也暂时无相关报导,所以初步命名为未知功能基因Os UF5（Oryza sativa unknown function）。生物信息学分析其位于水稻10号染色体上,基因全长2787 bp（其中含有内含子2199 bp,外显子588 bp）,开放阅读框（ORF）为588 bp,编码195个氨基酸残基,预测蛋白质分子量21.91 k D,等电点约为6.17。对Os UF5上游启动子区域分析,发现多种逆境应答有关的顺式作用元件,再结合基因芯片结果以及RT-RCR验证,我们推测Os UF5是一个新的逆境应答基因;进一步验证Os UF5在水稻中对逆境响应,我们构建过表达/反义表达载体D-163+1300:Os UF5、绿色荧光蛋白表达载体（GFP）D-163+1300:Os UF5-GFP和启动子双元表达载体p CAMBIA3301:Os UF5-P,并通过农杆菌介导转化得到相应的阳性植株。其结果如下:1)RT-PCR结果显示Os UF5基因受低温诱导,其表达量呈现逐渐升高的趋势,在ABA处理下该基因表达量也出现了上调。2)农杆菌介导D-163+1300:Os UF5-GFP载体在烟草中瞬时表达,结果显示其定位于细胞核中。3)GUS活性分析表明其在穗子、花药、叶和茎中均有表达;冷胁迫和ABA处理下根部颜色明显加深。4)OsUF5反义表达抑制株系,降低了水稻对低温耐受性,提高了水稻对外源ABA敏感性。5)OsUF5增加了抑制表达株系体内ROS含量积累速度。6)OsUF5反义表达转基因水稻的株高、穗长和结实率均低于日本晴,但有效分蘖数与日本晴相比无显著差异。
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