水稻E3泛素连接酶编码基因DSG1的功能分析
发布时间：2020-12-20 05:18
株高和粒形是水稻最重要的农艺性状,其调控机理的研究一直被认为是将来提高水稻产量的重要手段。我们在EMS突变体库中筛选到了一个稳定遗传的突变体,该突变体同时影响株高和粒形的发育,其株高显著降低、籽粒明显变短,因此将其命名为水稻矮化短粒突变体dwarf and short grain 1（dsg1）。遗传分析确定dsg1突变性状是受一对隐性核基因控制。DSG1被定位在第3染色体70Kb范围内,该区间已有一个与dsg1表型类似的突变体报道。通过测序获得一个编码U-box结构域的候选基因,并参与水稻株高和粒型的调控。在本研究中,我们将通过表型鉴定、基因定位和候选基因验证等方法确定目的基因,最后通过表达模式分析、亚细胞定位、超表达分析、细胞学分析以及激素实验等分析DSG1控制水稻株高及粒形的相关机理,为进一步开展基因互作等研究奠定基础。具体结果如下:1、形态学及农艺性状分析:与野生型相比,在苗期,dsg1突变体的根长和幼苗高度显著减小,dsg1突变体叶鞘长度降低;在生殖生长阶段,dsg1突变体株高显著降低,且所有节间长度变短;dsg1突变体籽粒长度减小、结实率降低;dsg1突变体小穗长度减少,平...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1赤霉素的生物合成代谢途径（引自Hedden等2001）
71.3.1.2 赤霉素与水稻矮杆基因目前在水稻上已有多个不同类型的矮化基因被发现并克隆，例如属于 GA 不敏感型水稻矮化突变体 gid2 和 dwarf1（d1）突变体,前者是由 Sasaki 等从水稻中分离而得，而后者 dwarf1 基因是由 Ashikari 等（Ashikari et al., 1999）发现的编码一种在植物生长发育过程中具有关键作用的 GTP 结合蛋白，该矮化水稻植株主要表现为株高明显矮化、叶片宽度增加且绿色程度加深、花序紧密程度增加。另外，水稻矮化基因的调控机制中，可以通过对目标蛋白进行磷酸化和去磷酸化而实现从野生型到矮化突变体的转变，例如编码 GA 信号传导途径的 SLR1 基因，如果SLR1 基因编码的蛋白的去磷酸化作用被阻止，导致大量的磷酸化蛋白聚集，从而阻断 GA 信号途径的畅通，最终导致相应矮化突变体的产生。相反，如果能通过泛图 1.4.2 植物体内 GA 信号传导途径（引自 Gomi 等 2003）Figure1.4.2 The GAsignal transduction pathway in Plants (quoted from Gomi et al 2003)
可以有助于人们清楚的了解 BR 在植物体内如何传导，如图1.4.3（Wangetal.,2004），在对与 BR 相关突变体基因研究的基础上，BR 信号通路已基本被阐明，对阐明 BR 对植物生长发育、生物合成途径以及信号的合成和传导通路将有极大的推动作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Brassinosteroid Signaling and Application in Rice[J]. Hongning Tong,Chengcai Chu State Key Laboratory of Plant Genomics and Center for Plant Gene Research(Beijing),Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China. 遗传学报. 2012(01)
[2]矮化植物营养体解剖学的研究进展[J]. 黄金,李凤兰,孟婧,王多佳,孙莉莉,韩峰,金峰,李成雁,胡宝忠. 安徽农业科学. 2010(21)
[3]水稻矮生基因的克隆和功能研究进展[J]. 马良勇,包劲松,李西明,朱旭东,季芝娟,夏英武,杨长登. 中国水稻科学. 2009(01)
[4]Heterotrimeric G protein α subunit is involved in rice brassinosteroid response[J]. Lei Wang~(1,2) Yun-Yuan Xu~1 Qi-Bin Ma~(1,2) Dan Li~(1,2) Zhi-Hong Xu~(1,3) Kang Chong~(1,3) 1 Key Laboratory of Photosynthesis and Environmental Molecular Physiology,Institute of Botany,Chinese Academy of Sciences,Nanxincun 20,Xiangshan,Beijing 100093,China,2 Graduate School of the Chinese Academv of Sciences,100046 Beijing,China;3 National Plant Gene Research Center (Beijing),Beijing 100093,China. Cell Research. 2006(12)
[5]水稻株高的遗传控制及其在育种上的应用[J]. 高奋明,姜勇,孔德伟,李仕贵. 分子植物育种. 2005(01)
[6]水稻粒形与稻米品质的相关性试验[J]. 刘燕德,欧阳爱国. 农机化研究. 2004(05)
[7]中国主要稻米的粒型及其品质特性[J]. 罗玉坤,朱智伟,陈能,段彬伍,章林平. 中国水稻科学. 2004(02)
[8]两个双矮地方种质中新矮生基因的遗传和等位性分析[J]. 马良勇,朱旭东,李西明,杨长登,庄杰云,闵绍楷,夏英武. 中国水稻科学. 2003(04)
[9]水稻分蘖的分子机理研究[J]. 李学勇,钱前,李家洋. 中国科学院院刊. 2003(04)
[10]水稻矮秆性状研究及矮源育种利用[J]. 谷福林,翟虎渠,万建民,张红生. 江苏农业学报. 2003(01)
博士论文
[1]控制水稻粒宽/粒重主效QTL的定位、克隆和功能研究[D]. 宋献军.中国科学院研究生院（上海生命科学研究院） 2007
本文编号：2927279
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1赤霉素的生物合成代谢途径（引自Hedden等2001）
71.3.1.2 赤霉素与水稻矮杆基因目前在水稻上已有多个不同类型的矮化基因被发现并克隆，例如属于 GA 不敏感型水稻矮化突变体 gid2 和 dwarf1（d1）突变体,前者是由 Sasaki 等从水稻中分离而得，而后者 dwarf1 基因是由 Ashikari 等（Ashikari et al., 1999）发现的编码一种在植物生长发育过程中具有关键作用的 GTP 结合蛋白，该矮化水稻植株主要表现为株高明显矮化、叶片宽度增加且绿色程度加深、花序紧密程度增加。另外，水稻矮化基因的调控机制中，可以通过对目标蛋白进行磷酸化和去磷酸化而实现从野生型到矮化突变体的转变，例如编码 GA 信号传导途径的 SLR1 基因，如果SLR1 基因编码的蛋白的去磷酸化作用被阻止，导致大量的磷酸化蛋白聚集，从而阻断 GA 信号途径的畅通，最终导致相应矮化突变体的产生。相反，如果能通过泛图 1.4.2 植物体内 GA 信号传导途径（引自 Gomi 等 2003）Figure1.4.2 The GAsignal transduction pathway in Plants (quoted from Gomi et al 2003)
可以有助于人们清楚的了解 BR 在植物体内如何传导，如图1.4.3（Wangetal.,2004），在对与 BR 相关突变体基因研究的基础上，BR 信号通路已基本被阐明，对阐明 BR 对植物生长发育、生物合成途径以及信号的合成和传导通路将有极大的推动作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Brassinosteroid Signaling and Application in Rice[J]. Hongning Tong,Chengcai Chu State Key Laboratory of Plant Genomics and Center for Plant Gene Research(Beijing),Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China. 遗传学报. 2012(01)
[2]矮化植物营养体解剖学的研究进展[J]. 黄金,李凤兰,孟婧,王多佳,孙莉莉,韩峰,金峰,李成雁,胡宝忠. 安徽农业科学. 2010(21)
[3]水稻矮生基因的克隆和功能研究进展[J]. 马良勇,包劲松,李西明,朱旭东,季芝娟,夏英武,杨长登. 中国水稻科学. 2009(01)
[4]Heterotrimeric G protein α subunit is involved in rice brassinosteroid response[J]. Lei Wang~(1,2) Yun-Yuan Xu~1 Qi-Bin Ma~(1,2) Dan Li~(1,2) Zhi-Hong Xu~(1,3) Kang Chong~(1,3) 1 Key Laboratory of Photosynthesis and Environmental Molecular Physiology,Institute of Botany,Chinese Academy of Sciences,Nanxincun 20,Xiangshan,Beijing 100093,China,2 Graduate School of the Chinese Academv of Sciences,100046 Beijing,China;3 National Plant Gene Research Center (Beijing),Beijing 100093,China. Cell Research. 2006(12)
[5]水稻株高的遗传控制及其在育种上的应用[J]. 高奋明,姜勇,孔德伟,李仕贵. 分子植物育种. 2005(01)
[6]水稻粒形与稻米品质的相关性试验[J]. 刘燕德,欧阳爱国. 农机化研究. 2004(05)
[7]中国主要稻米的粒型及其品质特性[J]. 罗玉坤,朱智伟,陈能,段彬伍,章林平. 中国水稻科学. 2004(02)
[8]两个双矮地方种质中新矮生基因的遗传和等位性分析[J]. 马良勇,朱旭东,李西明,杨长登,庄杰云,闵绍楷,夏英武. 中国水稻科学. 2003(04)
[9]水稻分蘖的分子机理研究[J]. 李学勇,钱前,李家洋. 中国科学院院刊. 2003(04)
[10]水稻矮秆性状研究及矮源育种利用[J]. 谷福林,翟虎渠,万建民,张红生. 江苏农业学报. 2003(01)
博士论文
[1]控制水稻粒宽/粒重主效QTL的定位、克隆和功能研究[D]. 宋献军.中国科学院研究生院（上海生命科学研究院） 2007
本文编号：2927279
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/2927279.html
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