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水稻是世界上重要的粮食作物之一,它为全世界半数以上的人口提供主粮。而水稻种子的顺利萌发是影响水稻产量的重要因素。水稻种子萌发开始于干种子吸水,结束于胚根突破种皮。在其萌发的第二阶段,胚中合成的α-淀粉酶分泌至胚乳分解贮藏物为胚的萌发提供前体和能量。而RAmy1A是萌发的水稻种子中表达量比较高的一种α-淀粉酶基因,在胚吸水萌发的0-48小时(h)内其表达量显著升高。已有研究表明赤霉素(GAs)和糖类共同调控RAmy1A基因的表达,且其启动子中响应GA和糖类信号调控的关键元件已被报道。而目前对RAmy1A基因在胚中的表达调控机制还尚未完成研究。因此,对RAmy1A基因在胚中表达调控的研究对揭示水稻种子萌发的分子机理具有重要作用。 本课题选取RAmy1A启动子中包括pyrimidine box、GARE和TA box在内的-302~-94长度为209bp的片段(Myb1)和上述三个元件的三次串联重复序列(TTR)作为诱饵片段,通过酵母单杂交技术筛选与诱饵片段具有相互作用的特异转录因子,并通过凝胶迁移实验(Electrophoresis mobility shift assay,EMSA)鉴定候选转录因子与启动子片段之间的互作。在获得一系列候选转录因子后,对其中一个候选转录因子MYBCC10进行了基因时空表达和亚细胞定位分析。主要实验结果如下: (1)通过酵母单杂交技术筛选到2个水稻吸水萌发0-48h胚中与Myb1片段互作的转录因子,分别命名为MYBCC10和OsHAP5B;此外还筛选到1个与TTR互作的转录因子命名为MYB30。其中,MYBCC10和MYB30为MYB家族转录因子,功能尚未报道。MYBCC10含有288aa,分子量为31.38kD,等电点是6.6,它包括一个MYB domain和一个MYB-CC LHEQLE motif。MYB30含有251aa,分子量是26.82kD,等电点是10.5,它包括一个MYB domain。OsHAP5B是NF-YC(CBF-C)家族转录因子,含有250aa,分子量为27.84kD,等电点是4.7,其包括一个CBF/NF-Y/archaeal histone(IPR003958)结构域。已有研究发现它可以与启动子中的Y/CCAAT box结合调控下游基因的表达。 (2)通过EMSA技术鉴定MYBCC10和OsHAP5B与Myb1片段之间的互作。结果发现MYBCC10在体外可以与Myb1特异性结合,而OsHAP5B在体外与Myb1只有微弱互作。结合已有研究,HAP家族转录因子可能以复合体的形式结合启动子中的Y/CCAAT box,因此OsHAP5B在体外与Myb1之间的互作并不强烈。 (3)通过RT-PCR对MYBCC10基因在水稻中进行时空表达分析。结果发现其在水稻种子吸水萌发0-48h胚中的表达量相对较高,而在成熟水稻的根、茎、花、叶组织中的表达量相对很低。同时发现它在水稻种子吸水24h胚中的表达量达到最高,之后表达量略有降低。总体来看,MYBCC10在水稻种子吸水萌发0-48h胚中的表达量基本呈现上升的趋势。已有研究表明RAmy1A在水稻种子吸水萌发0-48h胚中表达量逐渐升高,这暗示着MYBCC10很可能正调控RAmy1A基因在水稻胚中的表达。 (4)通过亚细胞定位分析MYBCC10定位于细胞核中,符合预期推测,说明MYBCC10是一个核定位的转录因子。 以上结果表明,MYBCC10很可能通过结合RAmy1A启动子中的某个特定元件参与水稻种子萌发过程中RAmy1A基因的表达调控,进而影响水稻种子萌发。这些结果对于进一步深入研究水稻种子萌发调控的分子机理具有重要意义。