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组蛋白乙酰化/去乙酰化是表观遗传学的一个重要组成部分,对基因的转录调控起着重要作用,这个过程是由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白脱乙酰化酶共同决定的。水稻中组蛋白脱乙酰化酶家族共有18个成员。为了研究这些基因的功能,我们做了以下的工作:
1.成功构建了组蛋白脱乙酰化酶基因OsHDA704、OsHDA705、OsHDA702、OsHDA712、OsHDT701以及OsHDT702启动子与GUS融合表达载体、OsHDA704、OsHDA705、OsHDT701以及OsHDT702与GFP融合表达载体、OsHDA705、OsHDA712及OsSRT702超表达及RNAi载体,并将其转化水稻和烟草,获得相应的转基因植株。
2.构建OsHDA704和OsHDA705酵母双杂交的诱饵载体,发现这两个基因的全长cDNA不具有自激活能力以及其蛋白产物对酵母菌无毒害性;同时构建了水稻幼苗的cDNA文库。
3.亚细胞定位结果表明OsHDT701、OsHDT702编码的蛋白质定位于细胞核中。
4.通过生物信息学、RT-PCR及对转基因Promotor: GUS植株的GUS染色分析,发现OsHDT701基因在水稻的根、茎、叶、穗中均有表达,但在生殖期的根中的表达量低一些。半薄切片结果显示,GUS的表达主要集中在维管束附近;对Promotor: GUS植株进行胁迫处理发现,冷胁迫、黑暗处理以及干旱处理后GUS蛋白相对活性下降,高温处理后GUS蛋白相对活性上升。OsHDA705基因在水稻的根、茎、叶、穗中均有表达,但在成熟期的根中几乎不表达。
5.对OsHDT701超表达和RNAi植株的表型性状进行了初步的分析。基因芯片结果显示,OsHDT701基因超表达后对水稻的多个营养物质代谢有关的基因的表达有很大影响;另外,对T2代转基因植株的游离脯氨酸含量、可溶性糖含量以及种子千粒重进行了分析,结果表明,OsHDT701基因超表达后可溶性糖的含量比对照低,但另外两个指标与对照相比差别不大。
综上所述,水稻组蛋白脱乙酰化酶基因在水稻生长发育过程中起着重要作用。