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水稻丝氨酸羟甲基转移酶基因OsSHMT5克隆与功能分析

文献类型： 中文期刊

作者： 陈杰 1 ; 杨天宇 2 ; 黄新元 2 ;

作者机构： 1.江苏省农业科学院蔬菜研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室

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关键词： 水稻;丝氨酸羟甲基转移酶;OsSHMT5基因;硫元素;硒元素

期刊名称： 江苏农业学报

ISSN： 1000-4440

年卷期： 2025 年 41 卷 002 期

页码： 209-220

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 水稻中已克隆到OsSHMT4(OsCADT1),该基因编码丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT),可调控硫酸盐/硒酸盐吸收和同化,其高度同源基因OsSHMT5 的功能尚不清楚.本研究基于反向遗传学研究方法,对水稻OsSHMT5 基因进行分子克隆,发现OsSHMT5 与OsSHMT4(OsCADT1)的同源性高达84%.亚细胞定位结果表明,OsSHMT5 蛋白定位于细胞核.利用CRISPR/Cas9 技术构建OsSHMT5 基因敲除突变体,发现OsSHMT5 基因敲除突变体的地上部或地下部中总硫/总硒及各形态硒含量与野生型相比无显著差异.基于转录组水平分析发现,OsSHMT5 对水稻硫酸盐/硒酸盐吸收和同化相关基因的表达无显著调控作用.在水稻地下部,OsSHMT5 可能具有四吡咯结合、血红素结合、氧化还原酶活性、电子转移活性和铁离子结合等分子功能;在地上部,OsSHMT5 可能具有转录调节因子活性、分子功能调节因子、内肽酶调节活性、肽酶抑制剂活性、铜离子结合等分子功能.本研究结果为水稻中OsSHMT家族功能的研究奠定了基础.

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