水稻OsRDR6基因在病毒诱导的基因沉默中的功能研究

摘要

依赖于RNA的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RDR)基因家族广泛存在于真菌,线虫,植物等物种中,它是基因沉默通路中的重要成员,参与多种siRNA的产生.拟南芥中已有3个RDR基因被深入研究,其中AtRDR6基因参与ta-siRNA,nat-siRNA的产生,它还介导正义链转基因引起的沉默,它的突变体表现出由幼年期向成年期转换提前的表型.rdr6突变体对CMv病毒的侵染表现出更敏感,但对TMV、TRV、TuMV、TVCV侵染不敏感.水稻基因组中编码5个RDR基因，其中Os01g34350基因与拟南芥的AtRDR6基因非常相似，被命名为OsRDR6基因。已有报道显示该基因的突变体sh12表现出顶端分生组织缺失的异常表型。从水稻中花11品种中克隆到了OsRDR6基因的全长ORF序列，将其转化到拟南芥rdr6-ll突变体中，观察OsRDR6基因是否能互补AtRDR6的功能。结果显示，OsRDR6基因能恢复rdr6-11的异常发育表型，参与拟南芥中ta-siRNA的产生，并下调其靶基因AtARF3和AtARF4的表达量。将OsRDR6的反义序列转化水稻中花11，得到了特异性降低OsRDR6基因表达水平的转基因水稻。结果发现，转基因水稻对RSY和RDV都表现出更加敏感，病症相比野生型更严重，同时也积累了更多的病毒基因组RNAoRDVviRNA的积累量在OsRDR6表达降低的转基因水稻中少于野生型水稻中的积累量，说明OsRDR&基因也能参与viRNA的产生。研究结果表明OsRDR6基因的功能与AtRDR6基因功能非常类似，都能参与ta-siRNA的产生，介导植物发育的调节，但是OsRDR6基因对病毒的抗性相比AtRDR&更加广范，它的表达量降低使水稻对双链RNA病毒和双义RNA病毒都更加敏感。