水稻谷蛋白家族不同基因的RNA表达分析

【作者】 王幻予； 赵国超； 李建粤；

【机构】 上海师范大学生命与环境科学学院；

【摘要】 水稻不仅是世界上重要的粮食作物,还是大多数人们摄取蛋白质的基本来源之一。谷蛋白和醇溶蛋白是水稻种子两种主要贮藏蛋白,其中谷蛋白大约占种子总蛋白的80%。与醇溶蛋白相比,水稻谷蛋白具有两大优点:稻米第一限制性氨基酸——赖氨酸含量相对较高,而且容易被人体消化吸收。水稻谷蛋白合成受多基因控制,根据DNA序列的同源性及表达特性等被分为GluA和GluB两个亚家族。本研究选用我们自行培育的高产、高蛋白含量水稻品系——上师2号,分别提取开花后5天、10天、15天和20天未成熟种子的RNA,采用RT-PCR的方法获得7种谷蛋白基因cDNA产物,以水稻内源管家actin基因cDNA产物为内对照,比较水稻谷蛋白各基因家族不同成员mRNA表达积累方式。结果显示,GluA亚家族中的Gt1和Gt2基因mRNA表达积累方式与Okita等人报道基本相似,但Gt3基因mRNA表达积累量以及比较明显增加的时期与Okita等人报道不同。比较本试验和Okita等研究结果我们认为,不同水稻品种Gt3基因mRNA转录积累方式存在差异现象或许可以说明,对于水稻谷蛋白GluA亚家族的三个成员,调控Gt1和Gt2基因表达途径的保守性可能比Gt3基因强。本研究是首次报道了在种子发育不同阶段水稻GluB亚家族各基因成员mRNA表达积累方式,各基因mRNA表达积累规律不太一致,这预示着GluB亚家族各基因成员在种子发育不同阶段mRNA表达调控可能存在差异;本研究还首次报道了水稻谷蛋白GluB亚家族GluB-5基因在mRNA转录后加工环节存在错切现象,而且GluB-5mRNA错切位点不符合真核生物内含子GT-AG剪切规则。开展本试验不仅完善了水稻谷蛋白基因各家族成员在种子发育不同阶段mRNA转录积累的比较研究,同时为今后从水稻中克隆不同表达时期要求的谷蛋白基因启动子的选择提供参考,也为今后利用分子途径改良水稻营养品质研究奠定基础。更多还原