OsAlR2调控水稻耐铝的功能分析

摘要

[目的]探究水稻中耐铝相关基因OsAlR2基因在铝胁迫下的功能，解析OsAlR2基因参与调控水稻铝胁迫的调控机制。[方法]课题组前期鉴定到了一个耐铝相关基因OsAlR2，创制了其敲除突变体ko-alr2和过表达突变体oe-alr2，对各材料表型和生理机制进行分析。[结果]在铝处理后，oe-alr2的根长、根系活力均低于野生型，而ko-alr2与野生型相比无明显变化；在铝含量测定中，ko-alr2中Al³⁺含量显著低于野生型，oe-alr2中Al³⁺含量与野生型相比无明显变化；然后对各个材料进行切片观察，oe-alr2的根系细胞在铝处理后有不同程度的破坏，而野生型和ko-alr2在铝处理后并没有有很明显的破坏；铝胁迫下，oe-alr2的MDA含量明显高于野生型，而ko-alr2的MDA含量显著低于野生型；与清除活性氧的一些相关指标CAT和SOD的活性测定中发现，ko-alr2中CAT和SOD活性显著高于野生型，oe-alr2则低于野生型；对一些已知的耐铝基因如OsFRDL2、OsSTAR1、OsCDT3的表达量进行测定,在铝胁迫下，ko-alr2中OsSTAR1、OsCDT3的表达量会显著上升，且高于野生型，oe-alr2则与之相反。[结论]研究结果可以说明OsAlR2基因参与调控水稻抵御铝毒的侵害，并且通过调节活性氧清除能力和耐铝相关基因表达来负向调控水稻的耐铝性，为进一步揭示该基因调控水稻苗期对铝胁迫的响应机制奠定基础。

关键词

水稻 / 铝毒 / 耐铝机制 / 突变体

基金资助

国家重点研发计划项目（2024YFD1501505）; 辽宁省科技重大专项（2024JH1/11700006-3）