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本研究通过序列相似联配方法对TIGR(http://www.tigr.org)的水稻基因组数据库进行分析,结果得到5个细胞分裂素受体基因:OsHK1-4,OsHKL1(OsHK like genel),5个含有His残基的磷酸转移蛋白基因:OsHP1-5,19个反应调控因子基因:OsRR1-19。通过这些基因的生物信息学研究,以及细胞分裂素受体干涉的转基因植株和水稻细胞分裂素不敏感突变体ctkt1、ctkt2、ctkt4和ctkt5的研究,得到以下结论: 1.通过保守域研究发现,大部分基因都具有拟南芥和玉米TCS(Twocomponent signalling)基因的保守域和功能所必需的保守残基His或DDK,并且和它们的相应家族基因的氨基酸序列具有高度的保守性。但是OsHKL1缺少传递域和接受域,OsHP3,OsHP4,OsHP5不具有磷酸化功能所必须的His残基,OsRR11,OsRR12和OsRR13的DDK残基不完整。和玉米及拟南芥中的TCS基因的氨基酸序列作进化树分析,显示在进化关系上,水稻和玉米之间的进化关系比拟南芥更近。 2.染色体定位分析发现,这29个基因分布在水稻的12条染色体上,根据染色体的复制区域信息,得知进化树上同一个亚类OsRR1和OsRR2,OsRR3和OsRR5,OsRR15和OsRR19之间都是复制基因。 3.通过水稻双元系统途径基因对外源细胞分裂素6-BA处理的响应分析,发现4个小时后,A型OsRRs在根和叶中都受6-BA的迅速诱导而表达增强,OsHK1-4在根里被诱导增强,在叶里变化不大,而其余的基因在根和叶中表达都不受影响。RT-PCR分析发现水稻的大部分TCS途径基因在各个组织中都能表达,而且不同的基因在不同的组织中表达强度不一样。 4.通过酵母细胞分裂素受体突变体sln1Δ的回复验证实验发现,OsHK1-4是具有组氨酸激酶活性的细胞分裂素受体,而OsHKL1是没有组氨酸激酶活性的。这五个基因的干涉转基因苗的根和叶中TCS途径的许多下游基因的转录表达都发生了变化,并且在根和叶中的表达变化是不一样的。结果发现OsHK1在根中调控OsHP1、OsRR14和OsRR8的转录表达,在叶里调控OsHP4、OsRR17、OsRR2和OsRR4的转录表达。OsHK2在根中调控OsHP2、OsRR14和OsRR19的转录表达,在叶里调控OsHP3、OsHP4、OsRR14和OsRR17的转录表达,没有A型OsRRs表达发生变化。OsHK3在根中调控OsHP2和OsRR15的转录表达,在叶里调控OsHP3、OsHP4、OsRR15,OsRR17、OsRR18、OsRR2和OsRR8的转录表达。OsHK4在根中调控OsHP2、OsHP3、OsHP5、OsRR17、OsRR19、OsRR2、OsRR4和OsRR8的的转录表达,而在叶里调控OsHP3、OsRR19、OsRR4的转录表达。