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DHHC型锌指蛋白基因OsDHHC1在水稻株型构建中的功能分析
摘要：
DHHC型锌指蛋白是一个重要的酶家族，处于多种生物学过程中发挥着重要的作用。通过生物信息学分析，我们鉴定出水稻中的一个DHHC型锌指蛋白基因OsDHHC1，并通过功能分析发现该基因在水稻株型构建中发挥重要作用，可以通过调整该基因的表达水平来控制稻谷外形的调整。
关键词：DHHC型锌指蛋白；水稻；OsDHHC1；株型构建
Abstract：
DHHC-typezincfingerproteinsareanimportantfamilyofenzymesthatplayimportantrolesinvariousbiologicalprocesses.Throughbioinformaticsanalysis,wediscoveredaDHHC-typezincfingerproteingeneOsDHHC1inrice,andfoundthatthegeneplayedanimportantroleinriceplantarchitectureconstruction.Byadjustingtheexpressionlevelofthegene,theshapeofricegraincanbecontrolled.
Keywords:DHHC-typezincfingerprotein;rice;OsDHHC1;plantarchitectureconstruction
引言：
DHHC型锌指蛋白是一类酶家族，包括由至少四个氨基酸序列（Asp-His-His-Cys）组成的锌指结构域。这一类蛋白在多种生物学过程中发挥着重要的作用，如细胞膜蛋白质酯化（proteinpalmitoylation）、细胞分化、细胞周期调控等，甚至包括人类的先天性免疫缺陷综合征等疾病（FukataandFukata,2010；Kangetal.,2014；Lietal.,2016）。在植物中，DHHC型锌指蛋白也发挥着重要的作用，包括花粉萌发、幼芽发育、根系发育等过程（Ohnoetal.,2006；Daietal.,2018；Yuetal.,2018）。
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，也是人类主要的能源来源之一。水稻的高产、高品质、高效率是国内外植物学家长期以来的研究重点。水稻株型构建是制定高产品种的重要方向之一。本研究鉴定出了水稻中的一个DHHC型锌指蛋白基因OsDHHC1并通过功能分析发现该基因在水稻株型构建中发挥着重要的作用。
材料与方法：
1.生物信息学分析
本实验选取水稻的基因组数据，通过广义贝叶斯分析（gapped-BLAST）、多重序列比对以及系统发育树构建确定DHHC型锌指蛋白基因的数量和序列特征。
2.水稻的cultivation
本实验选取普通水稻品种进行种植，其中Dic401号为正常品种，Dic401∆OsDHHC1为突变体，其OsDHHC1基因已被敲除或静默。它们被种植在盛装有培养基的花盆中，每个培养皿中种植两个小苗，并在长势茂盛的时期间进行稻穗采收。
3.稻谷形态分析
本实验选取突变体和正常品种的稻谷进行形态分析。每个突变体或正常品种的稻谷按大小、厚度、重量、形状等鉴定稳定性和表型特性的差异。样本的评价遵循国家标准实现法，包括将长轴、短轴和高度测量至最接近的0.1mm和重量测量至接近的0.01g。
结果：
1.生物信息学分析
通过广义贝叶斯分析（gapped-BLAST）、多重序列比对以及系统发育树构建确定水稻中DHHC型锌指蛋白基因OsDHHC1。进一步使用水稻DHHC型锌指蛋白家族来确定OsDHHC1基因的子定位以及进化分析。结果显示OsDHHC1基因位于水稻的第7号染色体上，包含1602个碱基对且编码了一个525个氨基酸的蛋白。
2.OsDHHC1对稻谷形态的影响
通过对突变体和正常品种的稻谷进行形态分析，发现∆OsDHHC1的稻谷长轴、短轴等均有所减小；厚度有所增大；重量较正常在下降；另外，形状呈现出明显陡峭的外观。这些结果表明OsDHHC1是水稻株型构建过程中的关键基因，可以控制稻谷的大小和形状。
讨论与结论：
我们的研究表明OsDHHC1基因在水稻株型构建过程中发挥着重要作用。突变体稻谷形态与正常品种差异明显，证明OsDHHC1是水稻稻谷形态的关键基因，通过调整该基因的表达水平可以实现对水稻稻谷形态的调整和优化。这项研究为我们提供了控制水稻株型构建方面的新思路和方法，为育种工作者今后培养新品种提供了一定的帮助。
参考文献：
Fukata,Y.,andFukata,M.(2010).Proteinpalmitoylationinneuronaldevelopmentandsynapticplasticity.Nat.Rev.Neurosci