论文部分内容阅读
细胞自噬是真核生物中一种降解细胞内物质的进化保守机制,目前在双子叶模式植物拟南芥中已经获得了多个自噬相关基因(Autophagy-related gene,ATG)的突变体,并进行了相关的功能研究。然而,在单子叶模式植物水稻中获得的突变体非常少,且研究尚处于初级阶段。本文以水稻自噬相关基因OsATG7的突变体为研究对象,开展了相关研究。首先,通过对Osatg7突变体表型的观察发现,OsATG7基因与水稻的育性息息相关。OsATG7基因缺失的水稻Osatg7纯合突变体可正常抽穗及开花,但不能正常结实,而杂合突变体和阴性植株可正常结实。其次,通过对Osatg7突变体进行黑暗胁迫处理发现,在水稻Osatg7纯合突变体中没有观察到正常的自噬体,而阴性植株受黑暗胁迫的诱导可以观察到自噬体的产生,说明OsATG7基因的缺失导致水稻不能产生自噬体。且阴性植株受到黑暗胁迫时可以诱导OsATG7基因上调表达,且上调表达的程度随黑暗胁迫时间的增加而增加,这说明细胞自噬可以抵抗黑暗对水稻的非生物胁迫作用。另外,我们观察到在黑暗胁迫的条件下,水稻Osatg7纯合突变体的叶片随着黑暗胁迫时长的增加表现出加速黄化的现象,而在杂合突变体及阴性植株中,叶片的黄化程度没有纯合突变体明显。进一步检测三种基因型植株在黑暗胁迫条件下叶绿素含量的变化,结果显示,相比于杂合突变体和阴性植株,纯合突变体叶绿素降解速度更快。在这个实验中,我们选择了一个衰老相关的基因--SGR基因作为检测叶片衰老程度的标记基因,结果表明,在纯合突变体中,随着黑暗胁迫的时间增加,该突变体中的SGR基因呈现迅速的上升,而杂合突变体及阴性植株中SGR基因表达量上升缓慢,说明在黑暗胁迫处理的后期,水稻Osatg7纯合突变体确实发生了早衰的现象。并且,我们发现,在水稻愈伤诱导培养基及愈伤继代培养基上生长时,Osatg7纯合突变体种子所形成的愈伤褐化,但杂合转基因种子和阴性种子却可以形成健康的、松散的、淡黄色的愈伤;这可能进一步说明OsATG7基因的缺失而造成早衰。