徐忆纯 , 梁婉琪 , 王灿华 , 余婧^*

上海交通大学生命科学技术学院,上海, 200240
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2021 年, 第 19 卷, 第 1 篇   
收稿日期: 2020年08月12日    接受日期: 2020年08月21日    发表日期: 2021年12月21日

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FAB1/PIKfyve是催化 3- 磷酸磷脂酰肌醇(PtdIns3P)形成 3,5- 二磷酸磷脂酰肌醇(PtdIns (3,5) P₂)过程的关键酶，其产物 PtdIns (3,5) P₂在真核细胞发育中发挥重要功能。为探寻 PtdIns (3,5) P₂在水稻生殖发育过程中的功能，本研究结合生物信息学和遗传学方法，对水稻FAB1/PIKfyve 基因进行鉴定，分析其理化性质、基因结构、保守结构域、系统进化、顺式作用元件和组织表达模式并利用 CRISPR/Cas9基因编辑技术获得osfab1b 突变体。生物信息学分析结果显示，水稻基因组中共鉴定到 9个 FAB1基因家族成员；基因结构分析显示 FAB1家族基因结构存在差异，外显子数量为 8~12个；保守结构域分析表明仅 OsFAB1A和 OsFAB1B含有 N端 FYVE结构域，其余成员具有 Cpn60_TCP1结构域和 PIPKc激酶结构域；系统进化分析提示 FAB1家族功能在单双子叶植物中具有高度保守性；FAB1 基因上游调控区域顺式元件预测发现多种生长发育相关、光响应以及激素和胁迫响应顺式元件；组织表达模式分析显示大多数FAB1 基因为泛表达，其中FAB1C亚类基因在内外稃中的高表达提示其可能参与花器官发育。最后通过 CRISPR/Cas9系统得到osfab1b 突变体，经碘染观察花粉活力无明显异常，暗示 FAB1家族在水稻生殖发育调控中存在功能冗余。本研究结果为单子叶模式植物水稻中磷脂酰肌醇调控网络及其生物学功能的研究提供了理论参考。

水稻(Oryza sativa)；FAB1/PIKfyve基因家族；3,5- 二磷酸磷脂酰肌醇；CRISPR/Cas9