水稻RR基因家族生物信息学及表达模式分析

水稻反应调节因子(response regulators,RR)家族在植物生长发育中扮演着重要角色,探究RR基因在水稻中的进化及生物学特征具有重要意义。水稻RR基因家族共有22个成员,包含15个A型和7个B型基因。分析发现,水稻RR蛋白的理化性质存在差异,其中B型均为亲水蛋白(GRAVY<0);水稻RR基因有5个旁系基因对,分别为OsRR8和OsRR15、OsRR5和OsRR11、OsRR9和OsRR10、OsRR1和OsRR2、OsRR20与OsRR18,预测其与已知功能基因具有相似的功能;保守基序Motif 1与Motif 3均属于REC超级家族,作为响应调节器接收来自双组分磷酸转移系统中的信号传导,在22个OsRR蛋白中均有分布。调控元件与表达模式分析表明,RR基因具有调控脱落酸、水杨酸、茉莉酸、赤霉素与生长素等多种信号转导的潜能,参与植物防御低温、干旱等胁迫及光和厌氧等信号响应过程,同时也具有调控水稻不同组织生长发育的功能。通过对水稻RR基因进行生物信息学分析,为后续深入研究水稻RR家族成员的功能提供理论依据,也为进一步揭示植物生长发育及信号传导机制奠定了基础。

水稻Os SSRP的生物信息学分析及耐盐性研究

为鉴定水稻RR(response regulators)家族成员OsSSRP(salt–sensitive RR protein,LOC_Os08g35670)是否响应盐胁迫,以日本晴为背景材料,采用Blast比对、结构域预测和启动子元件分析等方法,分析发现Os SSRP仅含REC结构域基序,其启动子元件中含有大量脱落酸和茉莉酸响应元件;诱导表达谱分析发现,Os SSRP响应盐和干旱逆境胁迫及细胞分裂素、脱落酸和茉莉酸诱导;利用CRISPR/Cas9技术定向敲除后获得纯合突变体ssrp,通过0、40、100 mmol/L NaCl进行种子萌发期盐胁迫处理和150 mmol/L NaCl的苗期耐盐性鉴定,发现纯合突变体ssrp对盐胁迫更为敏感,盐胁迫后纯合突变体ssrp存活率远远低于野生型植株。说明OsSSRP与非生物胁迫、激素响应密切相关,可为水稻非生物胁迫抗性育种提供基因资源。