农业生物技术学报

作者：何炜, 曲梦宇, 魏毅东, 连玲, 蔡秋华, 郑燕梅, 王颖姮, 朱永生, 谢华安, 张建福

单位：1 福建省农业科学院 水稻研究所,福州 350019;2 福建省农业科学院 闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室/水稻国家工程实验室/杂交水稻国家重点实验室华南研究基地/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/国家水稻改良中心福州分中心/农业农村部 华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福建省作物分子育种工程实验室/福建省水稻分子育种重点实验室,福州 350003

关键词：水稻,磷酸核酮糖激酶(PRK),胁迫应答,

基金：国家水稻产业技术体系项目(CARS-01); 福建省人民政府-中国农业科学院农业高质量发展超越“5511”协同创新工程项目(XTCXGC2021001); 福建省科技重大专项(2020NZ08016); 福建省公益类科研院所基本科研专项(2019R1023-1); 福建省农业科学院科技创新团队(CXTD2021005-3); 国家转基因生物新品种培育科技重大专项(2016ZX08001004-002)

磷酸核酮糖激酶(phosphoribulokinase, PRK)是光合反应卡尔文-本森循环中的关键酶,影响植物的生长发育。但在水稻(Oryza sativa)中对PRK在逆境胁迫响应中的功能研究报道较少。本研究开展了OsPRK (GenBank No. LOC4330413)蛋白亚细胞定位、胁迫(干旱, 高盐, 高温)与激素(脱落酸, 茉莉酸, 水杨酸)处理后基因的表达分析及互作蛋白筛选,研究OsPRK在水稻逆境胁迫响应中的功能。瞬时表达实验表明,OsPRK定位于水稻原生质体叶绿体基质中。qPCR结果发现,水稻幼苗在干旱胁迫处理0.5与3 h时及高盐、高温处理1与6 h时,OsPRK的转录与表达受抑制。外源脱落酸和茉莉酸处理1 h时,幼苗OsPRK转录水平未受明显影响,但处理4 h后,随处理时间的延长OsPRK的转录水平持续降低;水杨酸处理过程中,OsPRK的转录水平在0~8 h持续急剧下降,其后缓慢下降趋势一直持续至24 h。利用蛋白互作MBP标签融合蛋白沉降(MBP pull-down)技术筛选到了82个与OsPRK存在互作关系的候选蛋白,其中67个候选蛋白为未知功能蛋白,15个为已知功能蛋白,包括糖酵解关键酶甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, GAPDH)、抗病相关R蛋白(resistance proteins)和WRKY转录因子(WRKY transcription factor)。本研究从转录水平明确了OsPRK参与逆境胁迫与激素应答,并鉴定到多个与OsPRK可能互作的调控蛋白,为后续深入解析该基因在逆境胁迫中的生物学功能提供理论依据。

来源：2023年第1期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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