水稻谷氧还蛋白在种子贮藏中的功能及机制研究

成果基本信息
关键词：	水稻;谷氧还蛋白;种子;耐贮藏
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	粤科成登2字20180381	资源采集日期：	2019-04-15

研究情况
单位名称：	广东省农业科学院农业生物基因研究中心	技术水平：
评价证书号：	S2013010015346	评价单位：	广东省自然科学基金管理委员会办公室
评价日期：	2015.12.31	评价证书号：	S2013010015346

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
①课题来源与背景　　谷氧还蛋白（Glutaredoxins，Grxs）是一类谷胱甘肽依赖型氧化还原酶，普遍存在于细菌、病毒、哺乳动物和植物中的小分子蛋白, 分子量约为10-15 kDa。Grxs通过调节二硫键的氧化还原发挥作用，通常含有一个保守的双巯基cys-x-x-cys或者单巯基cys-x-x-ser 活性位点。Grxs参与细胞不同的代谢过程而且在抵抗氧化胁迫时扮演重要角色（Rouhier et al. 2008）。我们在前期研究中发现水稻种子贮藏前后OsGrxC2蛋白质表达水平差异较大，因此推测OsGrxC2可能与水稻种子的贮藏有关。　　②研究目的与意义　　水稻作为世界重要的粮食作物，全世界半数以上的人口以其为主食，作为遗传物质的载体，种子质量在很大程度上决定了植株的生长发育和产量。我们在前期通过双向电泳及iTraq分析发现在水稻种子贮藏前后OsGrxC2蛋白质表达水平差异较大，因此对OsGrxC2基因进行了一系列的研究，结果发现OsGrxC2基因具有Grx活性，可能在抗氧化方面起到重要的作用。更重要的是我们还发现在OsGrxC2基因的水稻过表达株系中出现了种胚退化以及无胚种子，有关OsGrxC2基因的这个研究结果还未见任何报道。　　这种水稻无胚种子不仅可以为种子的发育及种胚的调控机制的研究提供重要理论证据，也与水稻稻米品质的提升以及在育种中的应用也具有重要意义。　　③主要论点与论据　　研究发现水稻OsGrxC2是组成型表达的基因，在各个组织部位都有表达，但是在根、剑叶和种子中表达较高。通过瞬时表达发现OsGrxC2 定位于细胞质。通过构建重组蛋白原核表达载体并进行诱导检测显示OsGrxC2蛋白具有Grx活性。构建OsGrxC2基因的水稻过表达植株、拟南芥过表达植株并进行遗传转化研究OsGrxC2种子贮藏功能和对逆境胁迫的响应。采用人工老化的方法研究OsGrxC2在种子中的功能，拟南芥过表达纯合植株的初步数据显示OsGrxC2基因对逆境胁迫有响应。而对水稻过表达转基因植株的表型观察发现，超表达植株种子中出现种子胚退化和无胚种子的现象。为获得敲减OsGrxC2基因的植株，我们采用了RNAi敲减技术、TALEN技术、Crispr/CAS9技术、 TILLING技术分别进行OsGrxC2基因的敲除，TILLING获得的OsGrxC2基因敲减株系的功能分析初步发现突变株粒长与野生型存在差异。研究证明该基因与水稻籽粒发育有关，但是这种机制还需要进一步研究。　　④创见与创新　　本研究中，我们主要对OsGrxC2在种子贮藏中的功能进行初步研究，发现OsGrxC2基因定位在细胞质，在种子中有较高的表达，具有Grx酶的活性，氧化逆境和人工老化对拟南芥转基因种子有影响。更重要的是在水稻过表达发株系中出现了种子胚退化的现象。　　就我们所知，目前还没有人报道有关谷氧还蛋白参与水稻种子贮藏功能的研究，以及过表达水稻植株出现无胚种子的研究中均未见报道。此项研究将为种胚的发育调控机制以及育种实践提供理论依据。　　⑤社会经济效益，存在的问题　　本项目属于应用基础研究阶段，离成果推广应用尚有距离。　　⑥历年获奖情况　　无。

成果名称：	水稻谷氧还蛋白在种子贮藏中的功能及机制研究	关键词：	水稻;谷氧还蛋白;种子;耐贮藏
成果类别：		一级分类名称：	农产品
二级分类名称：	农产品贮藏	三级分类名称：
研究起止时间：	2013.10 至2015.10	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	广东省农业科学院农业生物基因研究中心	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	S2013010015346
经费实际投入额（万元）：	5.00	评价单位：	广东省自然科学基金管理委员会办公室
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2015.12.31	转让范围：
评价证书号：	S2013010015346	推荐单位：	广东省农业科学院
推广形式：	无	成果登记号：	粤科成登2字20180381
成果简介：	①课题来源与背景　　谷氧还蛋白（Glutaredoxins，Grxs）是一类谷胱甘肽依赖型氧化还原酶，普遍存在于细菌、病毒、哺乳动物和植物中的小分子蛋白, 分子量约为10-15 kDa。Grxs通过调节二硫键的氧化还原发挥作用，通常含有一个保守的双巯基cys-x-x-cys或者单巯基cys-x-x-ser 活性位点。Grxs参与细胞不同的代谢过程而且在抵抗氧化胁迫时扮演重要角色（Rouhier et al. 2008）。我们在前期研究中发现水稻种子贮藏前后OsGrxC2蛋白质表达水平差异较大，因此推测OsGrxC2可能与水稻种子的贮藏有关。　　②研究目的与意义　　水稻作为世界重要的粮食作物，全世界半数以上的人口以其为主食，作为遗传物质的载体，种子质量在很大程度上决定了植株的生长发育和产量。我们在前期通过双向电泳及iTraq分析发现在水稻种子贮藏前后OsGrxC2蛋白质表达水平差异较大，因此对OsGrxC2基因进行了一系列的研究，结果发现OsGrxC2基因具有Grx活性，可能在抗氧化方面起到重要的作用。更重要的是我们还发现在OsGrxC2基因的水稻过表达株系中出现了种胚退化以及无胚种子，有关OsGrxC2基因的这个研究结果还未见任何报道。　　这种水稻无胚种子不仅可以为种子的发育及种胚的调控机制的研究提供重要理论证据，也与水稻稻米品质的提升以及在育种中的应用也具有重要意义。　　③主要论点与论据　　研究发现水稻OsGrxC2是组成型表达的基因，在各个组织部位都有表达，但是在根、剑叶和种子中表达较高。通过瞬时表达发现OsGrxC2 定位于细胞质。通过构建重组蛋白原核表达载体并进行诱导检测显示OsGrxC2蛋白具有Grx活性。构建OsGrxC2基因的水稻过表达植株、拟南芥过表达植株并进行遗传转化研究OsGrxC2种子贮藏功能和对逆境胁迫的响应。采用人工老化的方法研究OsGrxC2在种子中的功能，拟南芥过表达纯合植株的初步数据显示OsGrxC2基因对逆境胁迫有响应。而对水稻过表达转基因植株的表型观察发现，超表达植株种子中出现种子胚退化和无胚种子的现象。为获得敲减OsGrxC2基因的植株，我们采用了RNAi敲减技术、TALEN技术、Crispr/CAS9技术、 TILLING技术分别进行OsGrxC2基因的敲除，TILLING获得的OsGrxC2基因敲减株系的功能分析初步发现突变株粒长与野生型存在差异。研究证明该基因与水稻籽粒发育有关，但是这种机制还需要进一步研究。　　④创见与创新　　本研究中，我们主要对OsGrxC2在种子贮藏中的功能进行初步研究，发现OsGrxC2基因定位在细胞质，在种子中有较高的表达，具有Grx酶的活性，氧化逆境和人工老化对拟南芥转基因种子有影响。更重要的是在水稻过表达发株系中出现了种子胚退化的现象。　　就我们所知，目前还没有人报道有关谷氧还蛋白参与水稻种子贮藏功能的研究，以及过表达水稻植株出现无胚种子的研究中均未见报道。此项研究将为种胚的发育调控机制以及育种实践提供理论依据。　　⑤社会经济效益，存在的问题　　本项目属于应用基础研究阶段，离成果推广应用尚有距离。　　⑥历年获奖情况　　无。
联系人：	解昊	成果登记日期：	2018-10-16
联系人email：		单位代码：	94410810
邮政编码222：	510640	联系人电话：	020-85161513
单位传真：		单位通讯地址：	广东省广州市天河区金颖路20号创新大楼
单位所在省市：		单位电话：	020-85161513
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：		资源采集日期：	2019-04-15

水稻谷氧还蛋白在种子贮藏中的功能及机制研究

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