衰老是植物生命活动的末期,受多种遗传和环境因素控制。衰老发生在各种组织和器官中,在叶片中尤为明显。PP2C磷酸酶是一种在高等植物中具有重要作用的蛋白磷酸酶,它可以调节细胞的生长和信号传导,调节机体的基因和抵抗逆境的能力,在衰老过程中起着重要作用。在前期研究中我们了克隆两个水稻的PP2C型蛋白磷酸酶基因OsSAPP2、OsSAPP3,定位于细胞膜上,并在此基础上建立了相应的突变体植株。本实验主要对水稻OsSAPP2、OsSAPP3的突变体进行鉴定分析,及筛选OsSAPP2、OsSAPP3的互作蛋白。1.CRISPR/Cas9基因编辑ossapp2突变体、ossapp3突变体,通过基因型及RT-PCR的鉴定与分析,从中各选择2个突变体株系:ossapp2突变体M254-190、M254-196和ossapp3突变体M269-147、M269-148。在正常生长条件下,与对照相比ossapp2、ossapp3突变体植株在生长发育过程中分蘖数下降,剑叶相对叶绿素含量SPAD值上升,光合作用增强。单株产量明显下降。每穗粒数、单株穗数和千粒重均显著降低。结果表明ossapp2、ossapp3水稻突变体在延缓衰老方面有积极作用。2.在抽穗期对突变体进行了生理指标的测定,与对照相比SOD含量、CAT含量、POD含量和可溶性糖含量均呈明显上升趋势。抗氧化保护酶和可溶性糖含量的上升说明生育后期植物体内清除ROS的功能和光合碳同化能力增强。进一步说明ossapp2、ossapp3水稻突变体在延缓衰老方面有积极作用。3.在突变体ossapp2、ossapp3水稻的分蘖期、抽穗期、蜡熟期分别进行衰老标志基因表达量的测定。水稻衰老相关转录因子Os NAP、OsSAG12基因和叶绿素降解相关基因Os PAO、NYC随着衰老进程的加剧表达量是上升的,叶绿素合成相关基因Os CAO1、Os CAO2在突变体水稻的分蘖期与抽穗期表达量下降,蜡熟期表达量上升。4.通过酵母双杂筛选到31个与OsSAPP2蛋白互作的候选互作组分,对其进行分类,结果表明这些蛋白主要参与植物发育、蛋白的降解与合成、光合作用、胁迫响应、信号传导和RNA转录调控等。通过酵母双杂筛选到12个与OsSAPP3蛋白互作的候选互作组分,对其进行分类,结果表明这些蛋白主要参与植物发育、蛋白的降解与合成、胁迫响应和RNA转录调控等。为OsSAPP2、OsSAPP3基因在衰老信号通路中的作用机制提供了理论依据。