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一个细胞核定位PPR蛋白OsNPPR2在水稻种子发育中起重要作用 被引量：6
1
作者 毕梦蕾 唐小涵 +7 位作者 王云龙 段二超 滕烜 张元燕 江玲 张文伟 王益华 万建民 《植物生理学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期789-798,共10页
PPR (pentatricopeptide repeat)蛋白主要定位于叶绿体和线粒体中,调控其RNA的编辑和剪接,但目前人们对核定位的PPR蛋白的功能知之甚少。本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理水稻(Oryza sativa)‘宁粳4号’获得胚乳缺陷突变体f29,突变体成... PPR (pentatricopeptide repeat)蛋白主要定位于叶绿体和线粒体中,调控其RNA的编辑和剪接,但目前人们对核定位的PPR蛋白的功能知之甚少。本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理水稻(Oryza sativa)‘宁粳4号’获得胚乳缺陷突变体f29,突变体成熟种子呈粉质且不能正常萌发。通过图位克隆得到一个新的水稻中细胞核定位的PPR蛋白,命名为OsNPPR2。由于OsNPPR2的功能缺陷导致水稻种子线粒体复合体I亚基nad1第一个内含子中714 bp的片段未被剪切掉,线粒体结构和功能异常,呼吸途径受损,进而产生胚致死和胚乳粉质皱缩的表型。本研究发现OsNPPR2通过影响线粒体的功能调控水稻种子的发育。 展开更多
关键词 水稻 粉质胚乳 PPR蛋白 RNA剪接 种子发育
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水稻糯性突变体r162的鉴定与基因定位
2
作者 何羽喆 徐善斌 +6 位作者 陈彦宇 杨雪 段二超 滕烜 王益华 董慧 万建民 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期368-381,共14页
直链淀粉是影响稻米食味品质和外观品质的重要因素,主要由Waxy(Wx)基因编码的颗粒结合淀粉合酶Ⅰ(granule-bound starch synthaseⅠ, GBSSⅠ)介导合成。本研究从宁粳2号的甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)诱变材料中筛选到了... 直链淀粉是影响稻米食味品质和外观品质的重要因素,主要由Waxy(Wx)基因编码的颗粒结合淀粉合酶Ⅰ(granule-bound starch synthaseⅠ, GBSSⅠ)介导合成。本研究从宁粳2号的甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)诱变材料中筛选到了一个糯性突变体r162,与野生型相比,其籽粒外观呈不透明的云雾状,种子和糙米的粒长、粒宽以及千粒重显著下降。通过扫描电镜对淀粉形态进行观察,发现突变体的淀粉颗粒上存在孔洞。半薄切片碘染结果表明,突变体r162发育时期胚乳的造粉体排列结构与野生型相似,但碘染后颜色更浅。理化性质分析发现,突变体r162的总淀粉、总蛋白质和总脂肪含量与野生型相比无显著差异,但是表观直链淀粉含量极显著下降、胶稠度极显著增加,糊化特性发生明显改变,并且淀粉的崩解值、回生值、回复值以及米粉在尿素中的膨胀体积均小于野生型。通过基因定位和测序发现,突变基因Wx位于第6号染色体短臂上,Wx基因第7个内含子的第1个碱基(Int7-1)由鸟嘌呤(G)替换为腺嘌呤(A),造成Wx基因的编码区存在10个碱基的缺失,导致其编码的GBSSⅠ蛋白自第256位氨基酸起出现错误翻译,使蛋白质翻译提前终止,因此将该等位变异命名为Wx-r162。进一步通过蛋白质印迹法检测发现,突变体中的GBSSⅠ蛋白水平极显著下降。酶活性测定也证实,突变体r162中GBSSⅠ活性明显降低。综上所述,Wx-r162基因被视为一个新的等位变异,这种突变导致GBSSⅠ活性下降,进而造成突变体r162表观直链淀粉含量降低和籽粒表现出不透明的表型。 展开更多
关键词 水稻 稻米品质 直链淀粉含量 Waxy(Wx)基因 颗粒结合淀粉合酶Ⅰ
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色氨酰-tRNA合成酶基因WRS1调控水稻种子发育 被引量：2
3
作者 唐小涵 刘世家 +9 位作者 刘喜 田云录 王云龙 滕烜 段二超 张元燕 江玲 张文伟 王益华 万建民 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期383-396,共14页
【目的】氨酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetases,aaRSs)与遗传信息传递密切相关,已发现植物中aaRSs家族蛋白在维持翻译功能之余,还参与配子发生与胚发育、质体的早期发育以及免疫信号的感知与病害防御等生物学过程。本研究利用水... 【目的】氨酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetases,aaRSs)与遗传信息传递密切相关,已发现植物中aaRSs家族蛋白在维持翻译功能之余,还参与配子发生与胚发育、质体的早期发育以及免疫信号的感知与病害防御等生物学过程。本研究利用水稻胚乳发育缺陷突变体,分析水稻色氨酰-tRNA合成酶(WRS1)在胚乳发育中的作用,证明WRS1基因编码一个影响水稻胚乳发育的关键因子。【方法】本研究通过甲烷磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变籼稻(Oryza sativa subsp.indica)品种N22,筛选到一个稳定遗传的水稻粉质胚乳突变体(wrs1),图位克隆获得目标基因。对wrs1成熟种子进行形态学观察以及淀粉相关理化性质测定,利用细胞学切片分析wrs1发育中胚乳的结构,利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)和GUS活性染色分析基因表达模式,通过qRT-PCR比较野生型与突变体花后12 d胚乳中淀粉合成相关基因表达情况,免疫印迹检测野生型与突变体成熟种子中淀粉合成酶蛋白积累情况,使用全自动氨基酸分析仪测定游离氨基酸含量。【结果】wrs1突变体幼苗表现出明显的发育滞后且逐渐蔫萎死亡,从杂合突变体(WRS1wrs1)中分离到的粉质籽粒呈现明显的腹部皱缩,粒厚、千粒重下降,同时总淀粉含量下降,糊化淀粉的峰值黏度和崩解值均低于野生型。wrs1突变体发育胚乳中复合淀粉颗粒变小,排列疏松。WRS1定位于第12染色体长臂约183 kb的区间内,测序发现编码色氨酰-tRNA合成酶(tryptophanyl-tRNA synthetase,WRS)基因的第6外显子上发生单碱基替换,导致一个保守位置上的甲硫氨酸被替换。wrs1突变体中大部分淀粉合成相关基因表达量下调,且野生型与突变体间基因表达的变化与相应蛋白积累的差异存在不一致的趋势。wrs1突变体籽粒中蛋白质积累降低,而游离氨基酸含量显著升高。【结论】WRS1编码色氨酰-tRNA合� 展开更多
关键词 粉质胚乳 造粉体 氨酰-TRNA合成酶 蛋白翻译
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