OsRACK1蛋白作为ABA信号负调控因子参与水稻对逆境的响应

摘要

蛋白激酶C受体（RACK1）是一类WD40重复结构域支架蛋白，通过与其他蛋白相互作用调节了生理活动和不同信号转导通路。RACK1蛋白的氨基酸序列在真核生物中是高度保守的。拟南芥RACK1A介导了激素应答过程并在多种发育过程中发挥重要作用。已有研究表明，拟南芥rack1a突变体具有很强的耐旱性。进一步研究发现拟南芥RACK1在ABA信号转导通路中起负调控作用。本文以野生型、干扰株系和过表达水稻株系为材料，运用植物生理生化学、分子生物学等手段，初步探讨RACK1蛋白在水稻响应干旱和盐胁迫等生物学过程中的功能。其研究结果如下:
　　1、野生型和转基因水稻株系形态学特征和耐早能力方面存在一定的差异。WT、OX3-8、i4-2在株高、穗长和粒宽等形态学特征均有明显的差异。植株抗旱能力则表现为OX3-8不抗旱，i4-2与野生型相比无差异。野生型和转基因水稻株系的离体叶片失水速率存在明显的差异。与野生型相比，OX3-8离体叶片失水速率更大，i4-2离体叶片失水速率与野生型无差异。
　　2、外源施加ABA对野生型和转基因水稻株系的ABA标记基因的影响。Real-time PCR分析结果表明，ABA处理下野生型和转基因水稻株系LEA家族基因表达量有差异，过表达株系的LEA3和LIP9表达量比野生型低。
　　3、外源施加20％PEG6000对野生型和转基因水稻株系的ABA标记基因的影响。Real-time PCR分析结果表明，模拟干旱胁迫处理下野生型和转基因水稻株系LEA家族基因表达量有差异，过表达株系的LEA3和RAB16A表达量比野生型低。
　　4、外源施加200mM NaCl处理对野生型和转基因水稻株系的ABA标记基因的影响。分析结果表明，盐胁迫处理，过表达株系的LEA3和RAB16A表达量比野生型低。
　　5、外源施加20％PEG处理对野生型和转基因水稻株系的ABA积累的影响。胁迫处理后，过表达水稻株系的ABA含量比野生型低，这表明RACK1A影响干旱胁迫下ABA的积累。
　　6、外源施加200mM NaCl处理对野生型和转基因水稻株系的ABA积累的影响。盐胁迫处理后，过表达水稻株系的ABA含量比野生型低，这表明RACK1A影响盐胁迫下ABA的积累。
　　根据以上结果并结合前人的研究成果，认为RACK1在水稻中的作用与在拟南芥中相似，都在植物干旱胁迫下发挥作用。RACK1参与了ABA信号转导途径，并在此信号通路中起负调控作用同时介导了依赖于ABA的信号通路的干旱胁迫。