水稻赤霉素20-氧化酶基因(rga5)的正、反义转化对水稻生物学性状的影响

摘要

通过PCR方法从水稻“矮子占”和“南特号”的基因组DNA中分离出赤霉素20-氧化酶基因rga5,其编码区含1119 bp,其编码蛋白与已报道的水稻赤霉素20-氧化酶基因OsGA20ox相比有11个氨基酸不同,其中9个氨基酸为移码差异,通过基因枪法将该基因的正、反义表达质粒pSrga5和pArga5转化水稻“中花8号”,获得了生物学性状有明显变异的转基因植株,正义转化表现出植株增高、叶片和穗变长、穗粒数增加等特征,但花期未受明显的影响;而反义植株表现出明显的“矮化”和“早花”,且出现植株细弱、叶色加深、叶片和穗变短等特征,转基因水稻的分析结果表明,rga5正、反义外源基因已分别整合到水稻基因组中,并有效表达;正义植株体内的GA1平均增加约50％,反义则降低至对照组的约10％.结果表明,rga5是水稻赤霉素合成代谢途径中起关键作用的赤霉素20-氧化酶基因,该序列中11个氨基酸的变异并不影响其功能,正义表达可增强体内GA的合成,促使植株生长,增加株高;反义转化则抑制了内源GA的合成及植株生长,导致植株明显的矮化.