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题名甲基汞胁迫下水稻OsMATE34的表达及功能分析
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作者
杨跃琴
邢英
仲子荷
田维军
杨雪清
王建旭
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机构
贵州师范大学化学与材料科学学院
爱丁堡大学地球科学学院
中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室
中国科学院大学
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出处
《生物技术通报》
北大核心
2026年第1期86-94,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(42222305,42162008)
贵州省重大科技专项项目(黔科合重大[2025]002)
+1 种基金
贵州省“百千万人才引进计划”第八批“千人创新创业人才”项目(GZQ202208090)
贵州师范大学学术新苗项目黔师新苗[2022]25号。
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文摘
【目的】多药和有毒化合物外排转运蛋白(MATE)在植物营养物质吸收、次生代谢物转运、重金属和外源物质解毒等方面发挥重要的调控作用。研究水稻OsMATE34的生物学功能,为深入理解水稻富集MeHg的分子机制奠定基础,亦为培育低MeHg水稻品种提供科学参考。【方法】通过生物信息学方法,分析OsMATE34的理化性质和系统进化树,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测MeHg胁迫下水稻不同组织OsMATE34的相对表达量,并研究MeHg胁迫后水稻不同组织MeHg含量,用以分析其表达量与MeHg含量之间的相关性。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,获得1个OsMATE34敲除株系,在苗期进行MeHg处理,测定野生型(WT)和osmate34水稻中MeHg含量,探究OsMATE34对水稻MeHg积累的影响。【结果】水稻OsMATE34基因位于8号染色体上,编码489个氨基酸,其编码蛋白的相对分子量为51.60 kD,理论等电点(isoelectric point,pI)为5.6,为疏水性蛋白。RT-qPCR结果显示,MeHg胁迫抑制OsMATE34在根部表达;叶鞘和叶中OsMATE34表达量随着MeHg浓度升高显著上调,其中80 nmol/L甲基汞处理时叶鞘中基因表达较对照上调20倍。随着MeHg浓度升高,水稻不同组织MeHg含量均呈上升趋势,根中MeHg含量远高于叶鞘和叶。水稻叶鞘和叶中OsMATE34基因的表达量与MeHg含量随着MeHg胁迫浓度升高呈显著的正相关关系。与野生型相比,OsMATE34敲除株系叶鞘、叶和木质部MeHg含量均显著下降,根中MeHg含量无显著差异。【结论】OsMATE34基因参与MeHg由根向地上部的转运,为后续研究水稻吸收转运MeHg的分子机制奠定基础。
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关键词
甲基汞
水稻
osmate34
表达分析
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Keywords
MeHg
rice
osmate34
expression analysis
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分类号
S511
[农业科学—作物学]
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