水稻盐敏感突变基因rss2的精细定位与克隆

A rice mutant exhibiting high salt sensitivity in seed germination, seedling, and booting stages has been isolated and identified, and named rss2（rice salt sensitive 2）. The rss2 locus was mapped primarily in our previous work. In this project, we will define and clone this putative gene by map-based cloning methods. The gene function in salt tolerance will be further confirmed by transgenic complementation, RNAi, and overexpression of RSS2. Using GUS and real-time PCR, RSS2 expression in different tissues will be determined both qualitatively and quantitatively with and without salt treatment. RSS2 localization in cell will be investigated by tagging green fluorescence protein (GFP). Furthermore, the gene will be primarily characterized using bioinformatic and molecular approaches. The aim of this project is to ascertain the molecular mechanisms of the RSS2 gene in regulation of intracellular Na+ levels and salt tolerance in rice.

我们从EMS 诱导的水稻突变群体中，筛选、鉴定到了一个在种子萌发、幼苗、孕穗等时期均表现对盐胁迫敏感的突变体rss2（rice salt sensitive 2），并进行了初步的基因定位。本项目拟将RSS2基因定位到更小的染色体区段内，并通过图位克隆方法将其分离。利用转基因功能互补验证、RNA干扰、过表达等手段，明确RSS2基因与水稻耐盐性的关系。采用GUS-RSS2、定量PCR等技术，定性、定量研究RSS2在组织中的表达，及其与耐盐性的关系。利用GFP-RSS2,对其亚细胞定位进行分析。进一步利用生物信息学和分子生物学手段，初步鉴定RSS2的生物学特性及功能，为揭示该基因在调控水稻细胞内Na+水平及耐盐的分子机制奠定基础。

土壤盐渍化是制约水稻生产的主要非生物胁迫之一，所以耐盐性遗传改良是水稻育种的一个重要目标。克隆水稻耐盐新基因并解析其分子作用机制可以为利用分子设计手段培育耐盐水稻品种奠定基础。本项目以一个在多个生长发育阶段均表现对盐胁迫敏感的水稻突变体rss2（rice salt sensitive 2）为研究材料，利用图位克隆手段分离到一个水稻耐盐新基因RSS2，并通过对该基因表达特性及蛋白亚细胞定位等方面的分析，初步解析了其在调控水稻植株Na+含量及耐盐性中的作用。研究结果发现：RSS2基因编码一个PDR（pleiotropic drug resistance）亚家族的ABC（ATP-binding cassette）转运蛋白；RSS2基因在植株各组织中均有表达，主要位于韧皮部中；其编码蛋白主要定位于细胞质膜上；RSS2基因主要负责下调水稻地上部Na+含量，从而提高植株耐盐能力；RSS2转运的底物不是Na+、K+或Cl-，而可能是某种激素或其它物质。这些研究结果为进一步揭示该基因在调控水稻细胞内Na+水平及耐盐的分子机制奠定了基础。