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在植物体内,己糖必须经过磷酸化才能进入糖酵解过程,为植物生长发育提供能量,催化己糖磷酸化的酶统称为己糖激酶(HXK)。近年来的研究表明HXK在植物体内还参与了糖信号的感知。己糖激酶作为一个在糖代谢和糖信号转导上具有双功能的酶,对植物的生长发育起着重要的作用。为了研究己糖激酶在水稻发育中的作用,我们通过对Genbank数据库的检索,确认水稻己糖激酶家族共有10个成员,命名为OsHXK1至OsHXK10,它们分别定位在染色体1、5、7上,具有己糖激酶所共有的七个保守的结构域。半定量RT-PCR方法检测OsHXK基因家族的表达模式,显示OsHXK10主要表达在成熟花的雄蕊中,而其他OsHXK则在水稻各个组织各个时期均有表达。mRNA原位杂交结果表明OsHXK10在主要在花药中表达。通过PCR克隆OsHXK10基因ATG上游1.7kb片段,驱动GUS在拟南芥和水稻中表达,结果表明GUS活性主要在成熟花的花药和花粉粒中检测到。将OsHXK10的全长片段与GFP融合,在拟南芥和烟草叶片中表达,荧光信号显示OsHXK10蛋白定位在细胞质内。我们通过RNAi的技术抑制OsHXK10的mRNA在水稻花中的表达,发现在转基因水稻开花时,部分小花的花粉不能散出,花粉囊呈现黄色。而且这些小花不能完成受精作用,种子不发育,最终形成空子,结实率降低。RT-qPCR的技术和原位杂交检测,发现花粉囊开裂异常的花比花粉囊开裂正常的花中OsHXK10 mRNA的表达水平极大的降低了。I2-KI染色实验表明转基因水稻花粉的淀粉积累没有异常,花粉体外萌发实验表明花粉的体外萌发率大大减低。研究结果表明,OsHXK10表达水平的降低一方面导致了花粉囊的开裂异常,花粉无法散出完成授粉过程;另一方面花粉粒的活力受到了影响,花粉管伸长受阻,一部分能落到柱头上的花粉无法萌发,不能完成受精过程。这两方面的因素最终导致转基因水稻的空子率大大增加,降低了产量。