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  • ·常規信息
    基因(座)名稱黃素單核苷酸結合蛋白; 耐鹽蛋白
    flavin mononucleotide-binding protein; halotolerance protein
    基因符號OsHAL3
    所在染色體6 (已克隆)

    OsHAL3(FJ809894, Sun et al. 2009)...

    OsHAL3編碼一個黃素單核苷酸結合蛋白,作為轉錄激活因子發揮功能,能促進細胞分裂,調控光周期開花。

    【突變體表型】

    過量表達OsHAL3的轉基因水稻幼苗株高變高,耐鹽性增強,根分生區和根冠都比對照植株長,且細胞數目增多,但細胞大小沒有顯著變化。

    【定位與克隆】

    OsHAL3 cDNA全長1128bp,包含有3個外顯子,編碼一個由220氨基酸組成的核黃素蛋白。

    【時空表達譜】

    Hd1主要在水稻成熟葉片、莖節、葉鞘以及節間表達,OsHAL3Hd1表現出相似的表達模式。成熟植株中,OsHAL3表現出明顯晝夜節律變化,短日照條件下,OsHAL3在5 am(日出前4小時)時表達最高,長日照條件時,OsHAL3在9 am時(日出后4小時)表達最高(Su et al. 2016)。

    【亞細胞定位】

    細胞核(Su et al. 2016)

    【生物學功能】

    OsHAL3是新的光敏感蛋白,與開花調控因子Hd1互作,能與Hd3a啟動子結合,正向調控Hd3a表達,進而促進水稻開花(Su et al. 2016)。

    陽光是影響植物生長速度和形態建設最為重要的一個環境因子,植物通過對光環境的適應完成生活史。在弱光或黑暗條件下,植物生長速度較快,形態幼嫩;而強光下則反之。傳統的光受體調控機制是解釋植物生長現象的主流模式。抗逆相關基因HAL3halotolerance3)是在篩選酵母耐鹽基因的過程中分離克隆的,它編碼一種促進細胞分裂以及提高耐鹽性的核黃素蛋白。HAL3 的過量表達可以提高植物的耐鹽性,同時還可以加速植物的生長。林鴻宣研究組通過對水稻耐鹽相關基因OsHAL3 的功能分析發現,水稻中HAL3 同源基因OsHAL3 介導了一個與普通光受體模式不同的光控發育機制。OsHAL3 基因編碼的蛋白以三聚體的形式行使功能,而陽光特別是藍光可以促使三聚體解體,從而導致該蛋白功能失活;同時,光還能抑制該基因的表達。光的這種雙重抑制效應使細胞分裂減慢,最終導致水稻的生長變緩。光照產生的活性氧以及光線對于HAL3配體黃素單核苷酸(flavin mononucleotide, FMN)的直接作用,可能是三聚體解聚的原因。研究還認為HAL3 與一種可能參與降解細胞分裂抑制因子的E3泛素連接酶HIP1 互作,并激活后者而促進細胞分裂,而先前發現的磷酸泛酰半胱氨酸脫羧酶的功能則被證明與其參與的細胞分裂作用不相關(Sun et al. 2009)。

    【相關登錄號】
    contigs及其產物:AP003946BAD35576, AP006056BAD36646, AP014962BAS96646
    cDNAs及其產物:AK060939BAG87631, AK064613BAG89128, AK100138BAG94463, FJ809894ACO59959
    參考基因組位點:Os06g0199500(RAP-DB, Gramene←→ LOC_Os06g09910(本地MSU-RGAP
    參考基因組產物:XM_015785715XP_015641201, XM_015785716XP_015641202, XM_015785717XP_015641203
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    ·ONTOLOGY及相關基因
    表型特征抽穗期(TO:0000137), 耐鹽性(TO:0000429)
    分子功能轉錄因子(GO:0003700)
    生物進程細胞分裂調節(GO:0051302), 光形態建成(GO:0009640), 光周期-開花調控(GO:2000028)
    ·參考文獻
    1Lei Su;Jun-Xiang Shan;Ji-Ping Gao;Hong-Xuan Lin
      OsHAL3, a Blue Light-Responsive Protein, Interacts with the Floral Regulator Hd1 to Activate Flowering in Rice
      Molecular Plant, 2016, 9(2): 233-244
    2Shi-Yong Sun;Dai-Yin Chao;Xin-Min Li;Min Shi;Ji-Ping Gao;Mei-Zhen Zhu;Hong-Quan Yang;Sheng Luan;Hong-Xuan Lin
      OsHAL3 mediates a new pathway in the light-regulated growth of rice
      Nature Cell Biology, 2009, 11(7): 845-851
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