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水稻AP2EREBP转录因子基因OsASIE1抗逆功能分析
摘要
OsASIE1是一种AP2/EREBP型转录因子，被认为与水稻的抗性和逆境响应有关。在本研究中，我们利用基因编辑技术构建了OsASIE1敲除突变体，通过生长和生理指标的比较，发现敲除突变体在高温、低温和干旱胁迫下表现出更明显的敏感性，同时其对氮素和磷素的利用效率也受到影响。此外，我们进一步分析了OsASIE1在响应不同胁迫时的表达模式，结果表明在高温、低温和水浸胁迫下，OsASIE1的表达水平明显上调。这些结果表明OsASIE1在水稻抗性和逆境响应方面扮演着重要角色，这为水稻逆境耐受性的提高提供了重要的理论支持。
关键词：水稻；OsASIE1；AP2/EREBP型转录因子；抗逆性；氮磷利用效率
Abstract
OsASIE1isanAP2/EREBP-typetranscriptionfactorthathasbeenimplicatedinriceresistanceandstressresponse.Inthisstudy,weusedgeneeditingtechniquestoconstructOsASIE1knockoutmutantsandcomparedtheirgrowthandphysiologicalindicestowildtypericeplantsunderhightemperature,lowtemperature,anddroughtstress.Wefoundthattheknockoutmutantsexhibitedgreatersensitivitytothesestressorsandhadreducedefficiencyintheutilizationofnitrogenandphosphorus.Additionally,weanalyzedtheexpressionpatternsofOsASIE1underdifferentstressconditionsandfoundthatitsexpressionlevelswereupregulatedinresponsetohightemperature,lowtemperature,andwaterloggingstress.TheseresultssuggestthatOsASIE1playsanimportantroleinriceresistanceandstressresponse,providingimportanttheoreticalsupportforimprovingricestresstolerance.
Keywords:Rice;OsASIE1;AP2/EREBP-typetranscriptionfactor;stressresistance;nitrogenandphosphorusutilizationefficiency
引言
水稻（Oryzasativa）是全球最重要的粮食作物之一，也是人类最主要的食物来源之一。尽管水稻的生产技术日益成熟，但其生长环境受到各种生物和非生物因素的威胁，其中包括高温、低温、干旱等胁迫条件，这些都导致水稻生产的减少。因此，水稻的逆境耐受性成为了研究的热点。
转录因子是逆境响应的重要调节因子，在植物的响应逆境和维持生长发育方面发挥重要作用。OsASIE1是一种AP2/EREBP型转录因子，在水稻中广泛表达，被认为在水稻的抗性和逆境响应方面起着重要作用。然而，其精确的生物学功能仍然不清楚。
在本研究中，我们利用基因编辑技术构建了OsASIE1敲除突变体，并通过与野生型水稻的比较，分析了OsASIE1在水稻的抗逆性和氮磷利用效率中的作用。
材料与方法
构建OsASIE1敲除突变体
我们使用CRISPR-Cas9技术来构建OsASIE1敲除突变体。为了确保目标基因的特异靶向，我们设计了两条不同的引物序列，并在不同的位点引入两个sGFP标记，以便于跟踪突变体的位置。利用Agrobacterium介导转化的方法将CRISPR-Cas9载体导入水稻伊莉莎白号品系中，通过筛选鉴定出突变体后，进行基因组测序来确定突变位置和突变方式。
生长条件和胁迫处理
所有水稻植株在生长室中进行，生长条件为16小时光照/8小时黑暗，在25°C的恒温下生长。在胁迫实验中，我们采用以下处理：在高温胁迫下，将恒温提高至40°C；在低温胁迫下，将恒温降至4°C；在干旱胁迫下，将水分逐渐减少，直到表征出现明显的缺水现象。为了探究OsASIE1在不同胁迫环境下的表达情况，我们将植株暴露于高温、低温、水浸和不同N、P水平下的环境下，并收集不同时间点的叶片样品，通过qRT-PCR测定OsASIE1的表达量。
生理指标测定
测定水稻植株的干重、株高、叶面