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水稻qPC1基因启动子功能性变异位点的鉴定及其转运功能探析

2023-11-24分类号:S511

【作者】彭波   邱静   彭娟   何璐璐   孔冬艳   孙晓宇   刘岩   阿新祥   靳可心   孙艳芳   庞瑞华   周伟   赵金会   汪全秀
【部门】信阳师范大学生命科学学院/大别山农业生物资源保护与利用研究院  信阳市植保植检站  云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/农业部云南稻种资源观测实验站  
【摘要】【目的】鉴定水稻种子中蛋白质含量的正调控基因qPC1启动子的功能性变异位点,开发qPC1基因分子标记,并解析其转运功能,为阐明qPC1基因的生物学功能及其利用qPC1基因进行分子育种提供理论依据。【方法】采用基因定点突变、水稻原生质体瞬时转化技术和双荧光素酶报告法鉴定qPC1基因启动子功能性变异位点,利用缺陷型酵母互补试验以及水稻根部氨基酸的吸收试验解析qPC1的转运功能。【结果】相对于南洋占qPC1序列,珍汕97 qPC1启动子-7 ~ -12 bp位置处6个碱基(CACAGA)的缺失将导致其启动子活性显著增加。对此设计对应的功能性分子标记PB13,并利用PCR技术在珍汕97与南洋占的重组自交系群体中进行验证。在缺陷型酵母互补试验中发现qPC1蛋白能够转运γ-氨基丁酸、瓜氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、精氨酸和谷氨酸等多种氨基酸,且发现qPC1能促进水稻根对多种氨基酸的吸收,并对苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、谷氨酸和酸性氨基酸具有较快的吸收与转运速率。【结论】水稻qPC1基因启动子区-7 ~ -12 bp位置为其功能性变异位点,qPC1在酵母中能够参与多种氨基酸转运,且在水稻根中能促进氨基酸的吸收与转运,即qPC1蛋白可能是一种广谱性氨基酸转运蛋白。该试验结果为进一步全面阐明qPC1基因调控水稻种子中蛋白质含量的分子机制并利用qPC1进行优质水稻新品种的选育提供了重要信息。
【关键词】功能性位点  qPC1基因  转运功能  启动子
【基金】国家自然科学基金项目(U2004141,U1604110,31801332);; 河南省高等学校青年骨干教师培养计划项目(2019GGJS162);; 河南省科技攻关项目(222102110141,222102110115,212102110249);; 信阳市创新专项(20210007);; 信阳师范学院2022年研究生科研创新基金项目(2022KYJJ066,2022KYJJ068)
【所属期刊栏目】西南农业学报
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