论文摘要
目前使用的水稻籼型不育系普遍存在不同程度的包穗现象。本实验室从籼稻品种明恢86的后代中获得一种全包穗突变体esp2。本课题组前期研究表明,ESP2影响水稻倒一节间和穗的发育；基因定位和互补实验的结果显示,ESP2是一个磷脂酰丝氨酸合成酶（PSS）基因。在此基础上,本课题进一步分析了esp2的其它农艺性状、ESP2基因的结构特征、突变体中该基因的表达与功能,以及ESP2蛋白的亚细胞定位。主要结果如下：（1）除调节水稻倒一节节间和穗的发育外,ESP2基因还对水稻倒1—倒3叶的发育产生不同程度的影响,但该基因对水稻生育期、叶色、分蘖数等其它重要农艺性状没有明显影响。（2）利用生物信息学软件分析表明,ESP2蛋白含有PSS功能域,主要催化磷脂类物质和亲核供体发生转酯反应合成PS。该酶蛋白的保守序列位于起始密码子后的280个氨基酸,包括1个磷酸结合位点、8个催化活性位点和6个稳定性调控位点,这与哺乳动物仓鼠的PSS1完全一致。由此推测,ESP2属于一种磷脂酰丝氨酸合成酶（PSS）。目前植物中主要有BE-PSS和CD-PSS两种PSS,但ESP2属于哪一种PSS,有待于进一步的研究分析。（3）生物信息学分析显示,ESP2蛋白主要定位于细胞膜。将亚细胞定位载体pCX-DG-ESP2通过农杆菌侵染法转化洋葱表皮细胞,结果显示ESP2-GFP融合蛋白定位在细胞膜上,这与预测的结果一致。由此推断,ESP2应该是一个膜蛋白。（4）对esp2的转录产物进行序列分析,发现其在第四个外显子末端插入了5287 bp后,引起ESP2基因的第三和第四内含子保留在其ORF中,因而导致移码突变而在该基因的第97个密码子处提前终止。由此推测,esp2中该基因功能完全丧失,应该是一个零等位突变体。（5）对几个水稻品种（籼稻和粳稻）的ESP2基因序列分析表明,不同水稻品种间ESP2基因的DNA序列相同,但它们的ORF长度不同。这些测试品种的ORF中起始密码子后的495 bp的序列完全一致,但由于它们的第六内含子的剪接位点不同而导致其ORF长度差异。结合ESP2的生物信学分析结果和这些测试水稻品种的正常表型,推测在水稻进化过程中,尽管不同品种中ESP2的ORF发生了改变,但决定ESP2蛋白功能的关键结构域（165个氨基酸）十分保守。