水稻 OsNCED4 基因的克隆及功能初探

脱落酸 (abscisic acid, ABA) 是一种抑制植物生长的植物激素，因能促使叶子脱落而得名，在植物逆胁迫中发挥关键作用。由 NCED 基因编码的 9 - 顺 - 环氧类胡萝卜素双加氧酶 (NCED) ，是 ABA 在高等植物中的关键酶。本研究已成功从水稻 Ilmibyeo ( O. sativa L. ssp. japonica ) 基因组中克隆得到 OsNCED4 ，生物信息学分析表明， OsNCED4 基因位于水稻第 7 号染色体上， ORF 全长 1 749 bp ，无内含子结构，编码 582 个氨基酸，具有 NCED 家族的 RPE65 保守结构；以该基因和其启动子序列构建组织表达载体 pOsNCED4 :: GUS 、 pCaMV35S :: OsNCED4 : EGFP 和 RNAi 干扰载体 pCaMV35S :: OsNCED4 : RNAi ，用于基因表达和功能分析，并利用农杆菌介导的方法，成功获得了相应遗传载体的转基因植株； GUS 染色结果表明，该基因在叶片、叶耳、小穗等组织部位均有表达； RT-PCR 结果显示， OsNCED4 在水稻不同生育期的根、茎、叶、叶鞘和穗子中均有不同程度的表达，但表达量具有明显的差异；亚细胞定位结果显示， OsNCED4 基因编码的蛋白定位于细胞核；与野生型植株相比， RNAi 植株的花粉育性无明显差异，而结实率显著下降。该研究结果为进一步研究水稻  OsNCED4 基因表达的调控，以及为水稻生长发育上的功能研究提供了科学依据。