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水通道蛋白促进和调节水分进出生物膜,而且一些水通道蛋白还可以运输其它中性小分子,比如尿素,甘油,硼和铵。在植物中,水通道蛋白种类众多,可分为四种亚类,分别是PIP(plasmamembraneintrinsicprotein),TIP(tonoplastintrinsicprotein),NIP(nodulin-26-likemembraneprotein)和SIP(smallandbasicintrinsicprotein)。水通道蛋白不仅提供了水分快速跨膜运输的通道,而且为植物调节细胞内和细胞间水分运输提供了机会。水通道蛋白的调控包括转录水平的调控和转录后修饰的调控。
我们通过RT-PCR,从水稻中分离得到了烟草水通道蛋白基因TobRB7在水稻中的同源基因。该段cDNA序列长969bp,其开放阅读框为747bp,共编码248个氨基酸和一个终止密码子,命名为OsRB7。对OsRB7的蛋白结构进行预测,发现其含有六个跨膜区段,并含有水通道蛋白的标志性基序(NPA)。表达模式分析表明OsRB7在水稻根中特异性表达。20%PEG6000处理水稻2小时,OsRB7基因的mRNA表达水平明显提高,20%PEG6000,50μMABA,260mM甘露醇,150mMNaCl处理48-72小时,其mRNA表达明显降低,Northernblotting杂交分析甚至检测不出其表达。以上结果表明,OsRB7基因很可能参与了水稻对水分胁迫的应答。
T1代转正义及反义OsRB7基因的烟草植株和NC89野生型植株,在生长表型和抗旱能力上无明显差异。初步实验结果表明,OsRB7基因可能仅是参与了对水分胁迫的应答,但并不是其中的关键因素。
根据水稻基因组序列信息,以水稻基因组为模板,PCR扩增得到了OsRB7基因的2.1Kb长的启动子序列,将这段序列和报告基因GUS融合转化水稻,以研究该启动子功能。组织化学染色显示,转基因水稻幼苗的根部明显呈蓝色,而茎叶则基本上不着色。同时采用荧光定量法测定了转基因水稻的GUS活性,发现根中GUS基因的表达活性较高,而在叶中GUS基因的表达活性则要低得多。20%PEG6000和260mM甘露醇处理6小时,根和叶中GUS基因的表达活性约有50%的增强。以上结果表明,OsRB7基因启动子指导GUS基因在水稻根中特异性表达,且表现出干旱诱导的特性。