水稻ES1参与生物钟基因表达调控以及逆境胁迫响应

摘要

生物钟参与调控植物所有的生长阶段和发育活动.维持植物生物钟稳定的基因在这一过程中起着决定性作用.在克隆了ES1 (EARLY SENESCENCE 1)基因并证明该基因影响水稻(Oryza sativa)叶片失水的基础上,以前期分离得到的水稻突变体es1-1作为研究对象,对es1-1及其野生型(日本晴)苗期的地上部分和地下部分进行基因芯片分析.结果表明,es1-1主要的上调基因有42个,下调基因有14个,这些差异基因涉及24种代谢途径,包括调节水稻生物钟的途径(4个)、甲烷代谢途径(3个)和苯基丙氨酸代谢途径(3个)等.进一步对水稻生物钟相关基因进行表达图谱分析,结果表明,与野生型相比,es1-1中生物钟相关基因出现了不同程度的差异表达.对es1-1和野生型进行冷胁迫处理,结果表明es1-1表现更加耐冷,且冷处理后生物钟基因在日本晴(NPB)和es1-1中都表现出不同程度的差异表达.此外,在分蘖盛期接种白叶枯菌,发现es1-1对特定的白叶枯菌具有一定的抗性.由此推测ES1基因参与调控水稻生物钟基因的表达以及响应水稻部分逆境胁迫,这为更深入研究水稻生物钟基因提供了新线索.