水稻SPL家族基因SPL12调控种子休眠及作用机理研究
发布时间：2021-10-14 16:25
水稻（Oryzasativa L.）种植过程中,收获前萌发（Pre-harvesting sprouting,PHS）常会导致谷物产量损失和质量下降。增强种子休眠可以一定程度上抑制PHS,提高种子寿命,种子休眠主要受脱落酸（Abscisic acid,ABA）和赤霉素（Gibberellin,GA）信号通路调控。Ole18是种子特异启动子,本研究分别构建了Pole18:SPL12,Pole18:IPA1和P35S:SPL12:FLAG过表达载体得到转基因植株,大田种植后T1代进行一系列实验,主要研究结果如下:1、种子萌发及田间表型观察表明Pole18:SPL12和Pole18:IPA1过表达增强种子休眠,但是对水稻的株型没有明显影响。另外,POle18:IPA1过表达也增加了种子长度、千粒重和小区产量,从而提高了水稻产量。2、激素测定表明,与ZH11相比,Pole18:SPL12和POle18:IPA1过表达株系新鲜种子胚中的ABA水平降低,2种生物活性赤霉素（GA3和GA4）含量下降,这一结果说明SPL12和IPA1并不是通过ABA途径增强种子休眠。3、我们分别取ZH11和Pole1...
【文章来源】：浙江农林大学浙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DELLA蛋白介导的GA信号转导模型[79]
水稻SPL家族基因SPL12调控种子休眠及作用机理研究6研究表明，DELLA蛋白作为GA信号通路中的负调节剂，可以整合多种植物激素和环境信号来调节植物的生长发育。DELLA蛋白缺少DNA结合域，并且DELLA蛋白不能直接结合DNA。因此，DELLA蛋白可以通过以下方式调节靶基因的表达：（1）DELLA蛋白与转录因子（Transcriptionfactors，TFs）相互作用，抑制转录因子的DNA结合活性，从而抑制靶基因的表达。（2）DELLA蛋白与其他转录因子相互作用，并作为转录激活因子来调节下游靶基因的表达（图1.2）[80,81]。例如DELLA蛋白能够与转录因子SPL互作，SPL通过激活miR172及MADS-box基因的表达进而促进开花。在长时间的日照条件下，DELLA蛋白和SPL蛋白之间的相互作用会干扰SPL的转录活性，降低叶片中miR172的表达和顶端分生组织中MADS基因的表达，从而延迟开花[82]。图1.2DELLA整合其它激素和环境因子信号调控植物生长发育[79]Figure1.2DELLAintegratessignalsofotherhormonesandenvironmentalfactorstoregulateplantgrowthanddevelopment1.4本研究目的及意义水稻是我国最主要的粮食作物，是我国半数以上人口的主食，因此水稻产量和质
7量事关粮食安全和民生安全。而PHS通常会导致谷物产量和质量下降，已经成为谷物生产中的一大问题。研究表明增强种子休眠可以一定程度上抑制PHS。本研究发现SPL12和IPA1的种子特异性过表达可以增强种子休眠进而抑制了PHS，而对水稻的株型没有明显影响，同时，IPA1的种子特异性过表达也增加了种子大小和千粒重，从而提高了水稻产量。此外，我们的研究结果表明，SPL12通过减弱GA信号通路增强种子休眠。总的来说该研究提供了抑制PHS的有效方法，将有助于育种优良农作物品种。1.5本研究技术路线图1.3本研究技术路线Figure1.3Technicalroute水稻SPL家族基因SPL12调控种子休眠及作用机理研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]赤霉素信号转导及其调控植物生长发育的研究进展[J]. 高秀华,傅向东. 生物技术通报. 2018(07)
[2]SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like Transcription Factors:Star Players for Plant Growth and Development[J]. Xiaobo Chen,Zenglin Zhang,Danmei Liu,Kai Zhang,Aili Li and Long Mao National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement (NFCRI),MOA Key Laboratory of Crop Germplasm & Biotechnology,Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS),Beijing 100081,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2010(11)
[3]种子休眠的研究进展[J]. 付婷婷,程红焱,宋松泉. 植物学报. 2009(05)
本文编号：3436471
【文章来源】：浙江农林大学浙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DELLA蛋白介导的GA信号转导模型[79]
水稻SPL家族基因SPL12调控种子休眠及作用机理研究6研究表明，DELLA蛋白作为GA信号通路中的负调节剂，可以整合多种植物激素和环境信号来调节植物的生长发育。DELLA蛋白缺少DNA结合域，并且DELLA蛋白不能直接结合DNA。因此，DELLA蛋白可以通过以下方式调节靶基因的表达：（1）DELLA蛋白与转录因子（Transcriptionfactors，TFs）相互作用，抑制转录因子的DNA结合活性，从而抑制靶基因的表达。（2）DELLA蛋白与其他转录因子相互作用，并作为转录激活因子来调节下游靶基因的表达（图1.2）[80,81]。例如DELLA蛋白能够与转录因子SPL互作，SPL通过激活miR172及MADS-box基因的表达进而促进开花。在长时间的日照条件下，DELLA蛋白和SPL蛋白之间的相互作用会干扰SPL的转录活性，降低叶片中miR172的表达和顶端分生组织中MADS基因的表达，从而延迟开花[82]。图1.2DELLA整合其它激素和环境因子信号调控植物生长发育[79]Figure1.2DELLAintegratessignalsofotherhormonesandenvironmentalfactorstoregulateplantgrowthanddevelopment1.4本研究目的及意义水稻是我国最主要的粮食作物，是我国半数以上人口的主食，因此水稻产量和质
7量事关粮食安全和民生安全。而PHS通常会导致谷物产量和质量下降，已经成为谷物生产中的一大问题。研究表明增强种子休眠可以一定程度上抑制PHS。本研究发现SPL12和IPA1的种子特异性过表达可以增强种子休眠进而抑制了PHS，而对水稻的株型没有明显影响，同时，IPA1的种子特异性过表达也增加了种子大小和千粒重，从而提高了水稻产量。此外，我们的研究结果表明，SPL12通过减弱GA信号通路增强种子休眠。总的来说该研究提供了抑制PHS的有效方法，将有助于育种优良农作物品种。1.5本研究技术路线图1.3本研究技术路线Figure1.3Technicalroute水稻SPL家族基因SPL12调控种子休眠及作用机理研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]赤霉素信号转导及其调控植物生长发育的研究进展[J]. 高秀华,傅向东. 生物技术通报. 2018(07)
[2]SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like Transcription Factors:Star Players for Plant Growth and Development[J]. Xiaobo Chen,Zenglin Zhang,Danmei Liu,Kai Zhang,Aili Li and Long Mao National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement (NFCRI),MOA Key Laboratory of Crop Germplasm & Biotechnology,Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS),Beijing 100081,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2010(11)
[3]种子休眠的研究进展[J]. 付婷婷,程红焱,宋松泉. 植物学报. 2009(05)
本文编号：3436471
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3436471.html
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