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Preliminary Functional Analysis of a Rice Leaf Senescence Up-Regulated Gene

一个水稻叶片衰老上调表达基因的初步生物学功能分析



全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(11): 1988−1996 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2012AA10A303)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 林拥军, E-mail: yongjunlin@mail.hzau.edu.cn, Tel: 027-87281719
第一作者联系方式: E-mail: lilysun@webmail.hzau.edu.cn, Tel: 027-87280516
Received(收稿日期): 2012-04-10; Accepted(接受日期): 2012-07-05; Published online(网络出版日期): 2012-09-10.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20120910.1351.014.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.01988
一个水稻叶片衰老上调表达基因的初步生物学功能分析
孙 波 1 周 勇 1 林拥军 1,*
1华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室, 湖北武汉 430070
摘 要: 叶片衰老是其发育的最后阶段。通过对水稻叶片衰老机制的研究, 有计划地控制或延缓衰老的发生具有重
要的理论价值和实践意义。本研究基于基因表达芯片数据挑选了一个叶片衰老上调表达候选基因 A12
(LOC_Os07g41230)。A12基因在水稻全生育期表达谱数据库中的表达模式及在水稻抽穗后不同时期剑叶中的表达量
检测结果进一步证明其确为叶片衰老上调表达基因。生物信息学预测 A12基因启动子区域存在大量的与激素诱导相
关的顺式作用元件。实时定量 PCR 结果显示 A12 基因对茉莉酸(JA)和激动素(KT)的诱导有明显的响应, 但是对油菜
素内酯(BR)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)及脱落酸(ABA)的诱导则无明显响应。对 A12 基因对应的水稻 T-DNA 插入
突变体观察发现, A12基因的突变会导致剑叶早衰。这些结果为进一步深入研究 A12基因的生物学功能打下了基础。
关键词: 水稻; 叶片衰老相关基因; 功能分析
Preliminary Functional Analysis of a Rice Leaf Senescence Up-Regulated Gene
SUN Bo, ZHOU Yong, and LIN Yong-Jun*
National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
Abstract: Leaf senescence is the last stage in leaf development. It has important theoretical and practical significance to study the
mechanism on rice leaf senescence and the find out a way to purposefully control or delay leaf senececne. In this study, we identi-
fied a rice leaf senescence up-regulated gene A12 (LOC_Os12g33120) according to the leaf senescence gene expression microar-
ray data. The analysis from the rice gene expression profile database in whole growth period and qRT-PCR result of A12 expres-
sion in flag leaves at different stages after heading further confirmed that A12 was a leaf senescence up-regulated gene. Bioinfor-
matic analysis found many phytohormone-responsive cis-acting elements in A12 promoter. Quantitative real-time PCR analysis
indicated the A12 gene were up-regulated by JA and KT treatments, but not apparently induced by BR, GA, IAA, and ABA. Re-
search on the rice T-DNA insertion mutant of A12 found that loss of function of this gene led to premature senescence of flag leaf.
These results lay a foundation for the further functional analysis of this gene.
Keywords: Rice; Leaf senescence-associated gene; Function analysis
植物衰老是植物体生命周期的最后阶段, 是成
熟细胞、组织、器官和整个植株自然地终止生命活
动的一系列衰败过程。衰老的结果是导致死亡, 这
是自然界生命发展的必然规律。叶片是植物非常重
要的营养器官之一, 它是植物光合作用的重要场所,
也是植物体合成碳水化合物、生物大分子(如蛋白
质)、抗氧化剂及其他各种营养物质的工厂。正因为
如此, 叶片一旦衰老, 将对作物的产量及品质产生
巨大的影响。通过原因和机制的研究, 有计划地控
制或延缓衰老的发生具有重要的理论价值和实践意
义[1-7]。
叶片衰老是包括叶绿体降解、光合能力下降、
呼吸速率下降、细胞内物质(蛋白质、核酸及其他内
容物)降解乃至细胞器解体、细胞死亡的高度有序的
复杂事件[8-12]。叶片衰老的启动及进程是植株在内
外因素(衰老起始因子、激素、光照温度及水分等环
境因素、发育阶段及其他衰老调节因子等)共同作用
下精细调节的结果[4]。随着分子生物学的迅速发展,
第 11期 孙 波等: 一个水稻叶片衰老上调表达基因的初步生物学功能分析 1989


越来越多的研究者从分子水平上深入研究叶片衰老
的机制, 取得了很大的进展。鉴定了大量与衰老进
程相关的基因, 如 WRKY 转录因子、NAC 转录因
子、CBF 转录因子、酰基转移酶、水解蛋白酶、生
长素响应因子、乙酰辅酶 A 结合蛋白等[13-21], 这些
基因功能的鉴定对于揭示叶片衰老机制具有重要作
用。
水稻是世界上最重要的粮食作物之一, 亦是禾
本科作物功能基因组学研究的模式植物[22]。我国每
年水稻的种植面积约占我国作物总种植面积的 25%,
总产量约占我国粮食总产量的 40%, 所以水稻产量
对我国的粮食安全问题具有举足轻重的影响。但是
目前生产上广泛使用的一些优良组合存在着一个重
要的缺陷, 即生育后期叶片易早衰, 导致光合能力
降低, “库”大但“源”不足, 进而造成结实率低及
充实度不佳的问题。因此深入研究水稻叶片衰老机
制, 进而利用基因工程延缓叶片衰老, 从而提高它
在籽粒充实期间的营养物质输出能力, 改善籽粒充
实度, 对于提高产量具有重要意义。水稻全长 cDNA
文库[23-24]、大型 T-DNA插入水稻突变体库[25-26]、高
效遗传转化体系 [27-28]等研究平台的建立和 cDNA
array[29]及基因芯片[30]等高通量技术的应用都极大促
进了水稻功能基因组学的发展。在这种背景下, 水稻
叶片衰老分子机制的研究也取得了很大的进展, 分离
克隆了大量与衰老进程相关的基因, 如: sgr(t) [31]、
Osh69 [32]、Osl2 [33]、OsDos [34]、nyc1 [35]、SGR [36]、
sgr [37]、ygl1 [38]、OsRTH1 [39]和 RLS1 [40]等, 这些基
因功能的鉴定从不同侧面加深了我们对水稻叶片衰
老机制的了解。
本研究基于基因表达芯片数据挑选了一个候选
的叶片衰老上升表达基因 A12, 对其的初步生物学
功能分析, 为深入研究该基因功能打下了坚实的基
础。
1 材料与方法
1.1 目的基因的获得
从本实验室周勇所制作的叶片衰老表达基因芯
片数据中挑选出一个衰老上调表达基因。该基因在
TIGR (http://rice.tigr.org/)上的登录号为 LOC_Os07g
41230 [Rice Genome Annotation Project-MSU Rice
Genome Annotation (Osa1) Release 7], 编码区长度
为 1 155 bp, 编码 385个氨基酸的蛋白质产物, 预测
编码产物为“可能的酯酶 (esterase, putative, ex-
pressed)”。为了后续研究的方便, 将该基因命名为
A12。将该基因在本室水稻全生育期表达谱芯片数据
库 CREP (http://crep.ncpgr.cn/) [30]中分析可进一步得
出其相关表达模式。
1.2 A12基因在水稻抽穗后不同发育时期剑叶中
的表达量检测
以野生型粳稻品种中花 11抽穗后第 1天为起点,
每隔 5 d 取一次样, 共收集 7 个不同发育时期的样
品。所取部位均为剑叶 , 每次取 3个生物学重复。
用 Invitrogen 公司的 Trizol 试剂抽提各个样品的
RNA, 用 Invitrogen公司的M-MLV逆转录酶将各个
样品反转录为 cDNA。针对目的基因 A12 设计
qRT-PCR 引物(QRT-PCR1F 及 QRT-PCR1R, 序列见
表 1), 以反转录产物为模板, 水稻 GAPDH 基因(引
物为 GAPDHF及 GAPDHR, 序列见表 1)为内参, 用
TaKaRa公司的 SYBR Premix Ex Taq试剂盒进行实
时定量 PCR, 确定 A12 基因在水稻抽穗后不同发育
时期剑叶中的表达量。
1.3 A12基因启动子区域内顺式调控元件的分析
提取A12基因的上游 1.4 kb的序列(–1 400至+1,
以转录起始位点为+1)作为其启动子区域 , 用在线
软件 PLACE (Plant cis-acting Regulatory DNA Element
Database, http://www.dna.affrc.go.jp/htdocs/PLACE/)
预测和分析 A12 基因启动子区域内顺式调控元件的
分布。
1.4 A12基因在不同激素处理下的水稻中的表达
模式
不同激素处理下的野生型中花 11 (处于三叶一
心期)整株的 RNA 反转录产物由本实验室卢燎勋提
供。具体的激素种类、处理方式及取样时间点详见
Lu 等发表的文章[41]。实时定量 PCR 的引物及试剂
同“1.2”, 通过表达量的检测鉴定 A12基因在不同
激素处理下的水稻中的表达模式。
1.5 A12 基因所对应的 T-DNA 水稻插入突变体
的获得及基因型鉴定
以 A12基因的 TIGR登录号在韩国 T-DNA插入
水稻突变体库 RISD (Rice T-DNA Insertion Sequence
Database, http://www.postech.ac.kr/life/pfg/risd/)[26]中
进行检索, 得到 A12 基因对应的突变体材料, 编号
为 PFG_3A-03499。将突变体种子发芽并分单株在田
间种植, 于分蘖期取各单株叶片并抽提其 DNA。根
据插入位点两侧的基因组序列设计引物 (A12F 及
A12R, 序列见表 1), 并结合 T-DNA上的引物(2715L,
1990 作 物 学 报 第 38卷

由 RISD 网站提供, 序列见表 1), 用 PCR 法对各个
突变体单株的基因型进行鉴定。
1.6 不同基因型的突变体中 A12 基因的表达量
检测及突变表型观察
在田间对已经鉴定好基因型的突变体进行表型
观察、数据记录及分析。分别随机挑选 5 株纯合基
因型突变体、杂合基因型突变体及野生型抽提
RNA。取样部位为抽穗后 19 d (抽穗当天为 0 d)的倒
二叶。RNA抽提及反转录同“1.2”操作。针对目的
基因 A12 设计 qRT-PCR 引物 (QRT-PCR2F 及
QRT-PCR2R, 序列见表 1), 以这些反转录产物为模
板, 水稻GAPDH基因(引物为GAPDHF及GAPDHR,
序列见表 1)为内参, 用 TaKaRa公司的 SYBR Premix
Ex Taq试剂盒进行实时定量 PCR, 鉴定不同基因型
的突变体中 A12基因的表达量, 用于共分离验证。

表 1 本研究中所用到的引物序列
Table 1 Polymerase chain reaction (PCR) primers used in this
study
名称
Name
引物序列
Primer sequences (5′–3′)
QRT-PCR1F CGTCGAAACCACAGAAGACA
QRT-PCR1R GGTTGCTATCTCTACAAGGG
QRT-PCR2F ACCCGCAGCAGCTTCTCGCCAA
QRT-PCR2R CAAGCACCAAAACCTCCTCCAT
GAPDHF CTGCAACTCAGAAGACCGTTG
GAPDHR CCTGTTGTCACCCTGGAAGTC
A12F CTATCCTGGTTGGTGATGGC
A12R ACACCAAGCACCAAAACCT
2715L TTGGGGTTTCTACAGGACGTAAC

2 结果与分析
2.1 A12基因为水稻叶片衰老上调表达基因
本实验室周勇所制作的叶片衰老表达基因芯片
数据(未发表数据)显示, 与对照样本相比, A12 基因
上调表达的倍数为 3.64 倍(未发表数据)。如图 1 所
示, 将该基因在本室水稻全生育期表达谱芯片数据
库 CREP (http://crep.ncpgr.cn/) [30]中进一步分析发现,
随着发育时期的进行, A12 基因在叶片中的表达量
呈现出持续增高的趋势。A12基因在抽穗后 14 d的
剑叶中的表达量(信号值 3 887±529)是三叶期的小苗
中表达量(信号值 169±43)的 23倍, 是抽穗前 5 d剑
叶中的表达量(信号值 556±112)的近 7倍。为了进一
步验证以上芯片数据的可靠性 , 我们用实时定量
PCR的方法检测了 A12基因在水稻抽穗后不同发育
时期剑叶中的表达量。如图 2所示, A12基因在水稻
抽穗后不同发育时期剑叶中的表达量呈现出先升高
再缓慢降低的趋势。在抽穗后 19 d的剑叶中的表达
量达到最高点, 为抽穗后 1 d 的剑叶中的表达量的
6.2 倍。随后缓慢下降, 维持在 2.5 倍左右。以上结
果相互支持, 证明 A12 基因确实是一个在水稻叶片
衰老过程中上调表达的基因。

图 1 A12基因在明恢 63不同发育时期的 6个组织中的表达模式
Fig. 1 Expression patterns of the A12 gene in six different
tissues of Minghui 63 (O. sativa L. ssp. indica)
1: 处于三叶一心期的整株小苗; 2: 有 2个分蘖时的地上部分; 3:
处于幼穗发育 3期的叶片; 4: 抽穗前 5 d的剑叶; 6: 幼穗长 4~5
cm时期的叶片; 6: 抽穗 14 d后的剑叶。原始数据来源于 CREP
中明恢 63的数据。
1: seedlings at three-leaf stage; 2: shoot with two tillers; 3: leaf of
stage 3 young panicle; 4: flag leaf at 5 d before heading; 5: leaf at
the stage of 4–5 cm young panicle; 6: flag leaf at 14 d after heading.
Original data came from microarray database CREP (Collection of
Rice Expression Profiles, http://crep.ncpgr.cn/).

图 2 A12基因在水稻抽穗后不同发育时期剑叶中的表达量
Fig. 2 Relative expression levels of the A12 gene in flag leaves
at seven different development stages after heading
17、13、19、25、31、37分别表示抽穗后 1、7、13、19、25、
31和 37 d的剑叶。
1, 7, 13, 19, 25, 31, and 37 represent 1, 7, 13, 19, 25, 31, and 37
days after heading, respectively.
第 11期 孙 波等: 一个水稻叶片衰老上调表达基因的初步生物学功能分析 1991


2.2 A12基因启动子区域存在大量的与激素诱导
相关的顺式作用元件
叶片衰老的起始和进程的快慢受内、外诸多因
素的影响。激素就是一个非常重要的内部信号[4]。
为了预测 A12 这个衰老上调表达基因是否和激素信
号有关, 我们利用在线软件 PLACE对 A12基因上游
1.4 kb 范围内的启动子区域进行了基因表达相关顺
式元件的扫描与分析。分析发现, 除了与基本转录
相关的元件如“TATA-Box”、“CAAT-Box”等之外, 还
存在大量的与激素应答相关的元件 , 如 ARR1AT
(存在位置–313、–619、–871、–1 012、–1 161)、BIH-
D1OS (存在位置–160、–1 174、–201)、CATATGGM-
SAUR (存在位置–428)、ATHB6COREAT (存在位置
–340)、MYB1AT (存在位置–143)、MYBATRD22 (存
在位置–143)、MYCCONSENSUSAT (存在位置–133、
–316、–428、–468、–531、–703、–881、1 124)、PY-
RIMIDINEBOXOSRAMY1A ( 存 在 位 置 –99) 和
WRKY71OS (存在位置–374、–426、–500、–974、
–1 049、–1 091、–1 348)等。
2.3 A12基因对不同激素处理的响应情况
为了验证 A12 基因是否确实受激素诱导, 我们
用实时定量 PCR的方法检测了 A12基因在不同激素
处理下的水稻中的表达模式。如图 3 所示, 一共涉
及 6种激素(JA、KT、BR、GA、IAA和 ABA)处理,
A12 基因对激素 JA 和 KT 有明显的响应, 但是对于
其余 4种激素则无明显响应。不管是 JA还是KT, A12
基因都会随着诱导时间的变化而持续上升表达, 在
最后一个时间点(激素处理 24 h)达到最高值。证明
A12 基因确实受部分激素信号诱导, 进而可能在衰
老过程中发挥功能。
2.4 A12 基因所对应的 T-DNA 水稻插入突变体
的基因型鉴定及表达量检测
以 A12基因的 TIGR登录号在韩国 T-DNA插入
水稻突变体库 RISD (Rice T-DNA Insertion Sequence
Database, http://www.postech.ac.kr/life/pfg/risd/)[26]中
检索得到编号为 PFG_3A-03499 的突变体材料。分
析发现, T-DNA插入在 A12基因的第 1个内含子内
部(图 4)。由于从韩国获得突变体种子时间在秋季且
种子非常少, 故在温室繁种一代, 混合收种。于 2011
年夏天在武汉分单株种植, 利用 1 对基因组上的引
物及一条 T-DNA 上的引物对 30 个单株进行基因型
鉴定。结果发现, T-DNA纯合插入的单株有 5株, 杂
合插入的单株有 17株, 阴性单株有 8株(部分结果如
图 5所示)。但是在种植过程中杂合插入的单株死亡
3 株, 故只剩下 14 株。所以后期用于表型观察统计
的植株共计 27株。图 6纯合基因型突变体几乎丧失
了 A12基因的表达, A12基因在杂合基因型突变体的
表达量介于纯合基因型突变体和阴性单株之间, 说
明 T-DNA的插入确实导致 A12基因的表达量发生了
变化。
2.5 A12基因的功能突变导致剑叶早衰
田间观察发现, 与野生型及阴性植株相比, 突
变体植株在营养生长阶段并未表现出明显的突变表
型。但是在抽穗期表现出明显的突变表型, 突变体
材料的剑叶伴随着抽穗过程逐渐萎蔫(图 7红色箭头
所示), 而野生型及阴性植株则极少出现此表型。表
2 表明 , 剑叶萎蔫的比率(剑叶萎蔫的分蘖数/总分
蘖数)在纯合基因型突变体中高达 70.59%, 而在阴
性植株中为 4.48%, 杂合基因型突变体中(46.04%)
则刚好介于前两者之间。结合 2.4节中不同基因型
突变体中 A12基因的表达量检测结果, 发现突变变
型(剑叶萎蔫)与基因型(T-DNA 纯合插入、T-DNA
杂合插入及阴性植株)是严格共分离的。这些结果
暗示着 A12 基因在水稻叶片衰老中发挥着重要的
作用。
3 讨论
3.1 A12基因为水稻叶片衰老上调表达基因
可将叶片衰老相关基因分为下调表达基因
(senescence down-regulated gene, SDG)和衰老上调
表达基因(senescence up-regulated gene, SAG)。衰老
上调表达基因又包括衰老特异基因 (senescence-
specific gene, I型 SAG)和衰老相关基因(senescence-
associated gene, II型 SAG)两类。在模式植物拟南芥
的全基因组范围内鉴定了大量的 SAG[42-47]。有研究
报道用包含 24 000个基因的 Affymetrix芯片杂交拟
南芥衰老时期的转录组, 发现约有 800 个呈现上升
表达[47]。并且根据基因表达的类型和蛋白质可能功
能, 将叶片衰老上升表达基因大致划分为五大类(参
与大分子降解、参与营养物质循环、参与转录调控、
参与防御机制及参与信号转导功能)。本研究中, 目
的基因 A12 在芯片中的表达数据及在水稻抽穗后不
同发育时期剑叶中的表达量检测数据都显示该基因
为一个衰老上调表达基因, 并且由于其存在本底表
达, 所以 A12基因应该属于 II型 SAG即衰老相关基
因。生物信息学预测 A12 基因编码一个“可能的
1992 作 物 学 报 第 38卷


图 3 中花 11中 A12基因对不同激素处理的实时定量 PCR分析
Fig. 3 Quantitative real-time analysis of A12 gene in Zhonghua 11 responding to various phytohormone treatments



图 4 A12基因所对应的 T-DNA插入突变体简图
Fig. 4 T-DNA insertion mutant of A12
外显子用方框表示。a: 引物 QRT-PCR2F; b: 引物 A12F; c: 引物 2715L; d: 引物 A12R; e: 引物 QRT-PCR2R; f: 引物 QRT-PCR1F;
g: 引物 QRT-PCR1R。
Exons are indicated with boxes. a: primer QRT-PCR2F; b: primer A12F; c: primer 2715L; d: primer A12R; e: primer QRT-PCR2R;
f: primer QRT-PCR1F; g: primer QRT-PCR1R.

第 11期 孙 波等: 一个水稻叶片衰老上调表达基因的初步生物学功能分析 1993



图 5 A12基因所对应的 T-DNA插入突变体的基因型检测
Fig. 5 Investigating the phenotype of A12 T-DNA insertion mutant plants by PCR analyses
H: T-DNA纯合插入; M: T-DNA杂合插入; W: 野生型。
H: homozygous for the T-DNA insertion; M: heterozygous for the T-DNA insertion; W: wild type.


图 6 A12基因在 T-DNA插入不同基因型突变体中的表达量
Fig. 6 Expression level of A12 in wild-type and T-DNA inser-
tion mutant with different genotypes by real-time PCR analysis
12-P1至 12-P5代表 T-DNA纯合插入的不同单株, 12-Z1至 12-Z6
代表 T-DNA杂合插入的不同单株, 12-N1至 12-N5代表野生型不
同单株。
12-P1 to 12-P5 represent five different homozygous T-DNA inser-
tion plants; 12-Z1 to 12-Z6 represent six different heterozygous
T-DNA insertion plants; 12-N1 to 12-N5 represent five different
wild plants.

图 7 A12基因突变体植株的田间表型
Fig. 7 Phenotype of A12 mutant plants in the field

表 2 A12基因 T-DNA插入突变体田间性状考察
Table 2 Field performance of A12 T-DNA insertion mutant
基因型
Genotype
调查单株数
Number of
plants
调查分蘖数
Number of tillers
剑叶萎蔫分蘖数
Number of tillers with
premature senescence
of flag leaf
萎蔫分蘖所占百分比
Percentage of tillers premature
senescence of flag leaf to total
tillers (%)
T-DNA纯合插入
Homozygous for the T-DNA insertion
5 34 24 70.59
T-DNA杂合插入
Heterozygous for the T-DNA insertion
14 139 64 46.04
野生型 Wild type 8 67 3 4.48

酯酶(esterase, putative, expressed)”, 即可能参与大
分子降解。这与其是一个衰老上调表达基因的身份
也是符合的。
3.2 A12基因对茉莉酸(JA)和激动素(KT)的诱导
有明显的响应
激素是一个非常重要的生物信号分子, 在叶片
衰老过程中发挥着重要的作用。JA (茉莉酸)是一种
促进植物衰老的内源物质, 也有研究者称之为死亡
激素。很早就有研究证明 MeJA (茉莉酸甲酯, 茉莉
酸的前体物质)可以在离体叶片中促进衰老 [49], 外
源喷施 MeJA 使离体拟南芥叶片加速叶绿素的流失
速度、PSII 的光合速率和 SAGs 的表达。Gan 等[50]
在拟南芥中进一步研究证实 , 无论叶片是否离体 ,
外源施用 JA都会推进叶片衰老的进程。在水稻中同
样也有 JA促进叶片衰老的研究报道, OsDOS基因是
一个定位于细胞核内的水稻叶片衰老下调表达基因,
1994 作 物 学 报 第 38卷

抑制或超量表达该基因会导致 JA 信号通路的激活
或者抑制 , 进而加速或者延缓衰老 [34]。本研究中 ,
A12基因对 JA有较明显的响应, 随着处理时间的延
长表现出持续稳定的上升。这个结果一方面进一步
证明 A12 基因是一个衰老相关基因, 另一方面也从
侧面显示出该基因可能参与激素信号调节的衰老通
路。在植物衰老调节中, 另一种研究较多的激素是
细胞分裂素(cytokinin, CTK)。当衰老开始时, 细胞
分裂素能够抑制核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、蛋
白酶等的活性, 进而延缓核酸、蛋白质、叶绿体等
的降解并促使营养物质向应用部位移动。异戊二烯
合成酶基因(IPT)是编码调节细胞分裂素合成的关
键限速酶, 利用从农杆菌中分离克隆的 IPT 基因,
研究者在叶片抗衰老基因工程研究中开展了大量的
工作。其中最著名的就是自主延缓衰老调控体系
(PSAG12-IPT, PSAG12 为衰老诱导表达启动子, 可以使
转基因植株在叶片启动衰老时表达 CTK, 进而一定
程度上延缓衰老)[50]。众多的研究结果表明, 外源喷
施 CTK 或者采用自主延缓衰老调控体系都可一定
程度的延缓衰老[51-53]。在本研究中, A12基因对 KT
亦有较明显的响应, 随着处理时间的延长表现出持
续稳定的上升。一个可能的原因就是本研究中激素
处理的对象是三叶一心的小苗, 并不能完全等同于
实际的衰老发育阶段, 所以出现了貌似与理论相悖
的结论, 但具体原因还需要进一步的深入研究。
4 结论
鉴定了一个水稻叶片衰老上调表达基因 A12,
并对该基因做了初步的生物学分析及突变体表型观
察, 为深入研究 A12 的生物学功能打下了坚实的基
础。
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