SAPK蛋白与bZIP蛋白互作组分析及SAPK10基因调控水稻抽穗期的功能研究
发布时间：2021-06-25 21:33
抽穗期作为水稻重要的农艺性状,影响水稻产量、地区分布与季节适应性。同时抽穗也意味着水稻从营养生长向生殖生长的自然转变。而这个转变的发生是由外界环境和自身遗传因素共同决定的。光周期、温度以及植物激素等内外因子是水稻抽穗发生的重要条件。ABA作为水稻重要的植物激素之一,参与调控种子的发育、抽穗及响应生物胁迫和非生物胁迫等各种生理过程。內源的ABA含量是水稻抽穗的一个关键因子,同时外源ABA的浓度变化对水稻抽穗有着促进或抑制作用。ABA信号通过SnRK2s-ABF/AREB传导,并且在水稻中较为保守,SnRK2激酶是ABA信号通路的核心成分,水稻中含有10个成员分别命名为SAPK1-SAPK10。同时,bZIP家族是一类在植物中分布最广、最保守转录因子,当前在水稻中已被鉴定出来的家族成员有89个,有关bZIP和SAPK互作并参与ABA信号传导的报道已经有很多,而这一通路是如何参与水稻抽穗仍需进一步研究。我们根据组织表达谱筛选并用荧光定量PCR验证响应ABA的bZIP转录因子和SnRK2家族基因,运用酵母双杂交的方法筛选SnRK2家族和受ABA诱导的bZIP互作组合,并通过pull-down的...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABA信号转导途径（图片引自Fujitaetal.，2013)
中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引 言bZIP 转录激活因子 HY5 和 HYH，具有调控光诱导相关基因的转录的功能（Jakoby et al., 2002;Holm et al., 2002）。拟南芥中 ABI5 通过与 BES1 相互作用显著抑制 ABI5 与下游靶基因的结合，从而导致其表达量的降低和对 ABA 处理不敏感，最终促进种子的萌发（Zhao et al., 2019）。在水稻中过量表达 bZIP10 后对盐胁迫高度敏感，抑制 bZIP10 的表达提高了水稻的抗逆性，但同时导致育性降低。这些结果表明转录因子 bZIP10 能够调节逆境应答和植株的育性（Bhatnagar et al.,2017）。水稻中，bZIP52 可以通过结合含有 G 盒的启动子或者形成同源二聚体，调控低温胁迫。过表达 bZIP52 植株对寒冷和干旱胁迫更敏感，揭示了 bZIP52 在参与干旱和冷胁迫过程中是一个负调控因子（Liu et al., 2012）。通过构建辣椒疫霉菌-拟南芥亲和互作模式卵菌病害体系可知，内质网应激感应因子 bZIP28 和 bZIP60 通过被 FKBP15 激活后响应植物疫霉菌。除了参与各种胁迫，bZIP 转录因子还参与次级代谢物的产生（Fan et al., 2018）。在青蒿中，对过表达和 RNAi AaHY5(一类 bZIP 因子)转基因植株的分析表明，AaHY5 是调控青蒿素生物合成和积累相关基因表达的正调控因子。AaHY5 通过调控转录因子 AaGSW1 来响应不断变化的光照条件，间接控制青蒿素的生成（Hao et al., 2019）。在玉米中，bZIP 类转录因子 O2通过与 GCN4 类基序结合，调节大部分醇溶谷蛋白类相关基因的表达。O2突变体的成熟粒中，赖氨酸含量增加（Zhan et al., 2018）。
图 3.AREB / ABF-SnRK2 途径调控植物胁迫反应（图片引自 Fujita et al.，2013）Figure3.AREB/ABF-SnRK2 pathway regulates plant stress response1.2.3 bZIP 转录因子调控植物抽穗植物抽穗期是重要的农艺性状，影响着产量和植物种植区域的分布。许多环境因子，如温度、光周期和植物激素等影响植物的抽穗（Izawa, 2007; Shu et al., 2018）。成花素是调控开花的重要激素。目前，已经克隆了许多成花素编码基因，如水稻中的 RICE FLOWERING LOCUS T1（RFT1）和 Heading date 3a（Hd3a），其中 RFT1 与拟南芥的 FLOWERING LOCUS T（FT）是同源的，它们是调控水稻抽穗相关的蛋白（Chardon et al., 2005; R and K et al., 2009; Tsuji et al., 2013b）。已经确定两种特异的开花途径：一种调控途径为 GIGANTEA（OsGI）-Heading Date1（Hd1）-Hd3a，这个调控途径与拟南芥中 GI-CO（CONSTANS）-FT 途径相似；另一种调控途径是水稻所特有的，即 Ghd7-Early heading date1（Ehd1）-Hd3a/RFT1（Tsuji et al., 2011; Song et al., 2015; Xue et al.,2008）。与拟南芥 CO 同源的水稻 Hd1 在长日照的情况下抑制开花，而在短日照的情况下促进开花。水稻特异性 B 型反应因子 Ehd1 可以激活 HD3a 和 RFT1（Yano et al., 2000）。一些蛋白可以作为 Ehd1 的正调节因子，包括 RID1（Rice Indeterminate 1）、OsMADS51 、OsELF3（EARLY
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年我国水稻产业形势分析及2018年展望[J]. 徐春春,纪龙,陈中督,方福平. 中国稻米. 2018(02)
本文编号：3249966
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABA信号转导途径（图片引自Fujitaetal.，2013)
中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引 言bZIP 转录激活因子 HY5 和 HYH，具有调控光诱导相关基因的转录的功能（Jakoby et al., 2002;Holm et al., 2002）。拟南芥中 ABI5 通过与 BES1 相互作用显著抑制 ABI5 与下游靶基因的结合，从而导致其表达量的降低和对 ABA 处理不敏感，最终促进种子的萌发（Zhao et al., 2019）。在水稻中过量表达 bZIP10 后对盐胁迫高度敏感，抑制 bZIP10 的表达提高了水稻的抗逆性，但同时导致育性降低。这些结果表明转录因子 bZIP10 能够调节逆境应答和植株的育性（Bhatnagar et al.,2017）。水稻中，bZIP52 可以通过结合含有 G 盒的启动子或者形成同源二聚体，调控低温胁迫。过表达 bZIP52 植株对寒冷和干旱胁迫更敏感，揭示了 bZIP52 在参与干旱和冷胁迫过程中是一个负调控因子（Liu et al., 2012）。通过构建辣椒疫霉菌-拟南芥亲和互作模式卵菌病害体系可知，内质网应激感应因子 bZIP28 和 bZIP60 通过被 FKBP15 激活后响应植物疫霉菌。除了参与各种胁迫，bZIP 转录因子还参与次级代谢物的产生（Fan et al., 2018）。在青蒿中，对过表达和 RNAi AaHY5(一类 bZIP 因子)转基因植株的分析表明，AaHY5 是调控青蒿素生物合成和积累相关基因表达的正调控因子。AaHY5 通过调控转录因子 AaGSW1 来响应不断变化的光照条件，间接控制青蒿素的生成（Hao et al., 2019）。在玉米中，bZIP 类转录因子 O2通过与 GCN4 类基序结合，调节大部分醇溶谷蛋白类相关基因的表达。O2突变体的成熟粒中，赖氨酸含量增加（Zhan et al., 2018）。
图 3.AREB / ABF-SnRK2 途径调控植物胁迫反应（图片引自 Fujita et al.，2013）Figure3.AREB/ABF-SnRK2 pathway regulates plant stress response1.2.3 bZIP 转录因子调控植物抽穗植物抽穗期是重要的农艺性状，影响着产量和植物种植区域的分布。许多环境因子，如温度、光周期和植物激素等影响植物的抽穗（Izawa, 2007; Shu et al., 2018）。成花素是调控开花的重要激素。目前，已经克隆了许多成花素编码基因，如水稻中的 RICE FLOWERING LOCUS T1（RFT1）和 Heading date 3a（Hd3a），其中 RFT1 与拟南芥的 FLOWERING LOCUS T（FT）是同源的，它们是调控水稻抽穗相关的蛋白（Chardon et al., 2005; R and K et al., 2009; Tsuji et al., 2013b）。已经确定两种特异的开花途径：一种调控途径为 GIGANTEA（OsGI）-Heading Date1（Hd1）-Hd3a，这个调控途径与拟南芥中 GI-CO（CONSTANS）-FT 途径相似；另一种调控途径是水稻所特有的，即 Ghd7-Early heading date1（Ehd1）-Hd3a/RFT1（Tsuji et al., 2011; Song et al., 2015; Xue et al.,2008）。与拟南芥 CO 同源的水稻 Hd1 在长日照的情况下抑制开花，而在短日照的情况下促进开花。水稻特异性 B 型反应因子 Ehd1 可以激活 HD3a 和 RFT1（Yano et al., 2000）。一些蛋白可以作为 Ehd1 的正调节因子，包括 RID1（Rice Indeterminate 1）、OsMADS51 、OsELF3（EARLY
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年我国水稻产业形势分析及2018年展望[J]. 徐春春,纪龙,陈中督,方福平. 中国稻米. 2018(02)
本文编号：3249966
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