水稻OsYABBY6基因克隆及功能研究

发布时间：2017-11-09 13:00

  本文关键词：水稻OsYABBY6基因克隆及功能研究

  更多相关文章： 水稻 YABBY基因家族 OsYABBY6 叶片 株高 结实率

【摘要】：YABBY基因家族是一类专属于种子植物的转录因子,在植物侧生器官发育过程中起着重要的调控作用。YABBY基因在双子叶模式植物拟南芥中研究比较充分,而单子叶植物中研究相对较少。虽然在单子叶模式植物水稻中YABBY基因家族的8个成员均已被克隆,但迄今只报道了DL, OsYABBY1, OsYABBY3, OsYABBY4和OsYABBY5等5个YABBY基因的功能,而其余3个YABBY基因(OsYABBY2, OsYABBY6和OsYABBY7)的功能还未见报道。在本研究中,为了探究YABBY基因家族对单子叶模式植物生长发育的影响,选取水稻YABBY基因家族OsYABBY6进行生物信息学分析,并采用合成型转录因子的方法将转录抑制结构域EAR融合于OsYABBY6的C-端而获得转基因株系CE-OsYABBY6,从而对OsYABBY6进行一个初步的功能分析,具体研究结果如下：(1)利用生物信息学对OsYABBY6蛋白结构进行分析,发现OsYABBY6的YABBY保守结构域存在于第6-177个氨基酸区域,同时在N端包含一个C2C2型锌指结构域。对拟南芥和水稻中所有YABBY蛋白进行生物进化树分析,结果发现水稻中OsYABBY6与OsYABBY1和OsYABBY2以及拟南芥OsYABBY2同属于YABBY2类型。(2)基因组织特异性表达的芯片分析发现OsYABBY6在植株全身都有表达,其中叶的表达量最高,同时采用qRT-PCR分析了不同生长时期OsYABBY6在水稻不同组织器官中的相对表达量。结果与芯片分析相一致,OsYABBY6在根、胚、茎、叶片等组织中均有表达,其中在幼叶中表达量最高,暗示该基因可能在水稻的形态建成过程发挥了重要作用,在叶中影响更为显著。(3)将表达载体质粒pCAMBIA1301GW-OsYABBY6-EAR转入粳稻品种Kitaake,并筛选出2个阳性转基因株系：CE-OsYABBY6-16和CE-OsYABBY6-19,用于后续表型鉴定,发现转基因植株表现出叶片朝近轴面卷曲叶绿素含量降低、半矮秆化、结实率降低的表型。(4)对CE-OsYABBY6-16和野生型Kitaake接近成熟期的剑叶及秆第二节进行细胞组织学表型观察分析发现,与野生型相比,CE-OsYABBY6-16叶片横切面中的非正常泡状细胞束的数量和比率均显著增加.,CE-OsYABBY6-16茎秆薄壁细胞数目变多,长度变短。说明OsYABBY6基因与叶片泡状细胞、茎秆薄壁细胞的发育相关。(5)我们进一步用qRT-PCR检测了抽穗期转基因株系CE-OsYABBY6和野生型剑叶及茎秆中细胞生长发育相关基因OsCYCD2,OsCYCD4,OsH4, OsEXPA和OsXTR。结果发现,与野生型相比,2个转基因株系中无论剑叶还是茎秆的细胞周期与细胞生长相关基因的转录水平均显著升高。该结果说明,OsYABBY6对细胞增殖、分裂及生长产生了显著的影响,并最终导致了叶片及茎秆发育的异常。综上所述,本研究初步发现,水稻转录因子OsYABBY6参与了叶的近-远轴、茎秆薄壁细胞的生长发育调控,并且调控了水稻产量。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S511
，

本文编号：1161946