OsDi19调控水稻耐旱的功能研究

全球气候的不断变化导致厂频繁的降水不均,区域性干旱的情况愈发严重。目前,干旱胁迫已成为粮食减产的要因。而在农作物中,水稻对干旱尤为敏感,提高水稻耐旱性已成为水稻研究的重要目标。Di19(Drought induced 19)蛋白家族是一类在植物中广泛存在、受干旱诱导的锌指转录因子,具有很高的保守性,并被发现对植物适应干旱胁Mediator of paramutation1 (MOP1)迫起到促进作用。本文对水稻Di19进行了研究以期为水稻抗旱提供新的思路。本研究以中花11(ZH11)为野生型进行研究。首先,本研究通过qRT-PCR验证了野生型水稻中Di19基因的表达会受到干旱胁迫诱导,暗示了该基因可能参与植物耐旱的一系列机制。为了深入探究OsDi19的生物学功能,本研究创制了 OsDi19的过表达水稻,通过表达量鉴定选择了两个表达量较高的株系Di19OE6和Di1PI3K/Akt/mTOR抑制剂90E10进行后续的研究。对土壤中生长的野生型和过表达水稻进行干旱处理发现过表达体水稻对干旱有更强的耐受性。此外,失水处理后的水稻叶片在电镜下观察发现过表达体水稻的气孔开度低于野生型,闭合气孔的比例高于野生型,这与离体失水率的测定结果相符合。为了探讨OsDi19参与响应干旱胁Navitoclax NMR迫分子机理,我们应用酵母双杂、Co-IP以及双分子荧光互补等实验手段筛选并验证到两个与其互作的激酶蛋白OsCCPK和OsNEK,为分子机制的深入研究提供了思路。此外,为了研究OsDi19所调控的下游信号通路,本研究以野生型水稻为对照对过表达水稻进行了转录组分析。结果显示,log2(OE/WT)>1(p<0.05)的转录本中,上调的有224个,下调的有167个,其中包括许多耐逆相关基因。另外,我们在转录组测序的基础上.发掘差异表达基因启动子区可被Di19结合的顺式作用元件,之后利用ChIP-PCR技术进行了验证,发现了 OsDi19直接调控的5个靶基因,包括2个耐逆相关的基因。这些结果在一定程度上解释了OsDi19的对耐旱的调控机制。