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水稻肽转运蛋白基因OsPtr1的功能分析

胡昌泉 刘华清 李刚 王锋

胡昌泉,刘华清,李刚,等. 水稻肽转运蛋白基因OsPtr1的功能分析 [J]. 福建农业学报,2023,38(10):1133−1138 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.10.001
引用本文: 胡昌泉,刘华清,李刚,等. 水稻肽转运蛋白基因OsPtr1的功能分析 [J]. 福建农业学报,2023,38(10):1133−1138 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.10.001
HU C Q, LIU H Q, LI G, et al. Functions of OsPtr1 in Rice [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2023,38(10):1133−1138 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.10.001
Citation: HU C Q, LIU H Q, LI G, et al. Functions of OsPtr1 in Rice [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2023,38(10):1133−1138 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.10.001

水稻肽转运蛋白基因OsPtr1的功能分析

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.10.001
基金项目: 福建省科技计划公益类专项(2021R10270010);福建省农业高质量发展超越“5511”协同创新工程项目(XTCXGC2021002)
详细信息
    作者简介:

    胡昌泉(1970 —),男,博士,研究员,主要从事生物技术研究,E-mail:448398313@qq.com

    通讯作者:

    王锋(1963 —),男,博士,研究员,主要从事水稻生物技术研究,E-mail:wf@fjage.org

  • 中图分类号: S511

Functions of OsPtr1 in Rice

  • 摘要:   目的  利用T-DNA插入突变的方法揭示候选基因P0421H01.23(命名为OsPtr1,Peptite 24-48Transporter 1)的功能表达。  方法  提取水稻明恢86成花后12 d的胚乳RNA,反转录成cDNA后,进行OsPtr1基因扩增,以胚乳特异表达Gt1为启动子,构建OsPtr1基因植物过表达载体,用农杆菌介导法将OsPtr1基因导入水稻品种日本晴,对其后代及突变体w9101进行氮代谢物测定分析;同时,构建绿色荧光蛋白基因GFPOsPtr1基因融合表达载体,用基因枪转入洋葱表皮细胞,培养24~48 h后,用荧光共聚焦电子显微镜观察OsPtr1基因亚细胞定位。  结果  OsPtr1基因编码蛋白定位于质膜上,该基因与氮类物质的运输有关,OsPtr1功能缺失突变体种子的氨基酸和蛋白质等含氮物质积累效率降低,过表达植株种子的氨基酸和蛋白质等含氮物质含量增加。  结论  OsPtr1基因参与水稻氮类物质的跨膜运输。
  • 图  1  pCAMBIA1300-OsPtr1-hGFP酶切鉴定

    1、2分别代表用Sal I、kpn I+Bam HI酶切鉴定,M为λ-14 Marker(EcoT14Ⅰ酶切)。

    Figure  1.  Electrophoresis of digested plasmid pCAMBIA1300-OsPtr1-hGFP

    1: pCAMBIA1300-OsPtr1-hGFP/Sal I; 2: pCAMBIA1300-OsPtr1-hGFP/kpn I+Bam HI; M: λ-EcoT14 Ⅰ marker.

    图  2  pCAMBIA1300-OsPtr1-hGFP载体

    CaMV35S promoter为花椰菜花叶病毒(Cauliflower mosaic virus)启动子;hygromycin为潮酶素抗性标记基因;OsPtr1为肽转运子1;hGFP为绿色荧光蛋白;T-border为T-DNA边界。

    Figure  2.  Vector pCAMBIA1300-OsPtr1-hGFP

    CaMV35S promoter is a cauliflower mosaic virus promoter; hygromycin, hygromycin-resistant marker gene; OsPtr1, a peptide transporter; hGFP, a green fluorescent protein; and T-border, border of T-DNA.

    图  3  OsPtr1基因的激光共聚焦亚细胞定位

    A是B中洋葱表皮细胞的明场。

    Figure  3.  Subcellular localization of OsPtr1 by laser scanning confocal fluorescence

    A is bright field of onion epidermal cells in B.

    图  4  Gt1-OsPtr1过表达载体酶切鉴定

    1、2分别为用Hind III、Bam HI单酶切载体,M为λ-14 Marker(EcoT14Ⅰ酶切)。

    Figure  4.  Identification on over-expression vector of Gt1-OsPtr1 by enzyme-cutting

    1: Gt1-OsPtr1/Hind III; 2: Gt1-OsPtr1/Bam HI, M: λ-EcoT14 Ⅰ marker.

    图  5  转过表达OsPtr1基因水稻植株Southern blot分析

    1~6分别为Ptr1g10、Ptr1g15、Ptr1g19、Ptr1g21、Ptr1g29、Ptr1g5。

    Figure  5.  Southern blot analysis on transgenic rice lines of over-expressed OsPtr1

    1–6: Ptr1g10,Ptr1g15,Ptr1g19,Ptr1g21,Ptr1g29, and ptr1g5, respectively.

    图  6  突变体 w9101的氨基酸含量

    *和**分别表示在P<0.05和P<0.01水平上差异显著。图7同。

    Figure  6.  Amino acid content of mutant w9101

    * and ** were significantly different at P<0.05 and P<0.01, respectively. Same for below.

    图  7  突变体w9101总氨基酸含量和总蛋白质含量分析

    Figure  7.  Contents of total amino acids and protein in mutant w9101

    表  1  OsPtr1基因水稻植株氨基酸含量和蛋白质含量

    Table  1.   Contents of amino acids and protein in transgenic rice plantlets of over-expressed OsPtr1  (单位:g·hg−1

    指标
    Indices
    水稻材料 Rice materials
    ptr9101g15ptr9101g21ptr9101g29日本晴
    Nipponbare(WT)
    天门冬氨酸 Asp0.92±0.02 ab0.96±0.01 a0.87±0.01 b0.78±0.02 c
    丝氨酸 Ser0.52±0.02 a0.54±0.02 a0.49±0.01 ab0.44±0.02 b
    谷氨酸 Glu1.68±0.03 b1.76±0.02 a1.62±0.03 c1.45±0.02 d
    甘氨酸 Gly0.46±0.03 a0.47±0.02 a0.44±0.03 ab0.40±0.03 b
    丙氨酸 Ala0.57±0.02 a0.58±0.02 a0.57±0.02 a0.51±0.02 b
    胱氨酸 Cys0.12±0.03 a0.13±0.02 a0.12±0.01 a0.10±0.02 a
    甲硫氨酸 Met0.22±0.01 a0.17±0.01 b0.13±0.02 c0.12±0.02 c
    酪氨酸 Tyr0.46±0.03 a0.33±0.02 b0.28±0.02 c0.27±0.02 c
    脯氨酸 Pro0.36±0.02 a0.37±0.02 a0.34±0.03 ab0.30±0.02 b
    组氨酸 His0.25±0.04 a0.26±0.03 a0.24±0.03 ab0.21±0.04 b
    精氨酸 Arg0.98±0.02 a0.89±0.04 b0.77±0.03 c0.71±0.04 d
    苏氨酸 Thr0.36±0.02 a0.37±0.03 a0.34±0.03 ab0.30±0.04 b
    缬草氨酸 Val0.56±0.02 ab0.59±0.02 a0.55±0.02 ab0.51±0.01 b
    异亮氨酸 Ile0.39±0.01 a0.39±0.01 a0.37±0.02 a0.33±0.01 b
    亮氨酸 LEeu0.84±0.01 a0.86±0.02 a0.80±0.02 a0.72±0.02 b
    苯丙氨酸 Phe0.54±0.01 a0.57±0.02 a0.54±0.02 a0.47±0.01 b
    赖氨酸 Lys0.39±0.01 a0.40±0.01 a0.36±0.012 ab0.31±0.01 b
    氨基酸总量 Amino acid contents9.61±0.05 a9.55±0.05 a8.83±0.05 b7.95±0.04 c
    蛋白质含量 Protein contents10.10±0.40 a9.69±0.06 bc9.42±0.04 c8.02±0.07 d
    不同小写字母表示不同水稻材料之间差异显著(P<0.05)。
    Data with different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05).
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-01-18
  • 修回日期:  2023-03-17
  • 网络出版日期:  2023-10-25
  • 刊出日期:  2023-10-28

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