水稻 OsZAT12 基因响应非生物胁迫和植物激素的研究

分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2021-12-19 合作期刊: 《广西植物》

陈言博 陈宗新 夏快飞 张明永 王亚琴(1*）

摘要： C2H2 锌指蛋白是真核生物体内一类重要的转录因子，在植物生长发育和应对非生物胁迫方面具有重要的作用。实验室前期克隆了水稻 C2H2 锌指蛋白 OsZAT12，该基因在水稻根中特异表达，定位于细胞核，异源过表达 OsZAT12 的拟南芥植株矮小。为进一步研究OsZAT12 在水稻中的功能，该文分析了OsZAT12 的启动子元件和转录活性，采用qRT-PCR技术分析 OsZAT12 在非生物胁迫和植物激素处理下的响应模式。结果表明：OsZAT12 含有2 个典型的 C2H2 锌指结构域和 1 个 EAR motif，具有转录抑制活性，且该基因的启动子中含有与非生物胁迫和植物激素相关的元件。对野生型水稻进行非生物胁迫和激素处理发现，低温胁迫（4℃）和激素 ABA 处理显著下调 OsZAT12 的表达；而渗透胁迫（20% PEG 6000）、激素 BR 或 IAA 处理则显著上调 OsZAT12 的表达。说明 OsZAT12 介导了水稻应对多种非生物胁迫和激素的变化。利用含 35S 启动子的过表达载体和 CRISPR/Cas9 基因编辑技术分别得到纯合的 OsZAT12 过表达植株和 OsZAT12 敲除植株。对过表达 OsZAT12 的水稻表型观察发现，相比于野生型，OsZAT12 过表达植株在分蘖期、抽穗期和成熟期这三个时期的株高均显著降低；而 OsZAT12 敲除植株的株高与野生型没有明显差异，但每株穗数和结实率均显著低于野生型。说明 OsZAT12 影响了水稻株型、穗型及结实率等农艺性状的建成。实验进一步表明过表达 OsZAT12 降低了水稻对外源ABA 的敏感性，而 OsZAT12 敲除植株则相反。综上，推测 OsZAT12 对植株生长发育的影响，可能与该基因响应多种非生物胁迫和激素信号的调控有关。该研究可将为利用 OsZAT12 进行水稻耐逆稳产分子设计育种提供实验依据。

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