四个水稻油菜素内酯降解相关基因的功能研究

发布时间：2021-12-19 04:00

　　油菜素内酯(Brassinosteroids,BR)是一类最初从油菜花粉中提纯的含有多羟基的甾醇类化合物,BR几乎在植物所有的生长发育及对环境适应的过程中都起着十分重要的作用。近年来,伴随着水稻结构基因组学、功能基因组学和生物信息学等相关学科的发展,BR的合成代谢及信号传导通路逐渐被解析,而水稻如何调控BR的降解还不是十分清楚。CYP734A2、CYP734A4、CYP734A5、CYP734A6属于同源基因,编码细胞色素P450单氧化酶,具有降解油菜素内酯的作用。本研究利用CYP734As多基因敲除突变体为研究材料,利用细胞学与分子生物学等研究方法,对油菜素内酯降解相关基因CYP734As进行功能研究。主要研究结果如下:1、突变体表型分析对突变体的株高、穗长、一级枝梗数、二级枝梗数、结实率、粒长、粒宽等农艺性状进行了考查,发现cyp734a2、cyp734a24、cyp734a25、cyp734a26、cyp734a245、cyp734a246、cyp734a256及cyp734a2456穗长显著变短,而其他突变组合穗长与野生型中花11相比无显著差异。cyp734a24育性显著降低,...

【文章来源】： 中国农业科学院北京市

【文章页数】：70 页

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 油菜素内酯的发现与结构
    1.2 水稻中油菜素内酯的生物合成
    1.3 水稻中油菜素内酯的信号传导
    1.4 油菜素内酯的生理功能
        1.4.1 影响株高
        1.4.2 影响叶角度
        1.4.3 影响粒型
        1.4.4 影响生物量
        1.4.5 影响水稻抗逆性
    1.5 水稻中油菜素内酯的降解及CYP734As基因的研究进展
    1.6 本研究的目的与意义
第二章 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌株与载体
    2.2 实验方法
        2.2.1 农艺性状考查
        2.2.2 水稻叶片总DNA提取
        2.2.3 PCR反应及产物电泳检测
        2.2.4 水稻总RNA提取
        2.2.5 cDNA第一链合成
        2.2.6 实时荧光定量PCR
        2.2.7 农杆菌感受态的制备
        2.2.8 cyp734as细胞学观察
        2.2.9 花粉体外萌发
        2.2.10 GUS组织化学染色
        2.2.11 亚细胞定位
        2.2.12 内源BR含量的测定
        2.2.13 RNA-seq
第三章 结果与分析
    3.1 CYP734As蛋白序列分析
    3.2 CYP734As表达模式分析
        3.2.1 CYP734As基因的时空表达模式
        3.2.2 CYP734As启动子的时空表达模式
    3.3 CYP734As亚细胞定位
    3.4 cyp734as突变体材料鉴定
    3.5 CYP734As基因敲除对主要农艺性状的影响
        3.5.1 对株型的影响
        3.5.2 对穗形的影响
        3.5.3 对粒型与粒重的影响
    3.6 cyp734as突变体花器官观察及花粉I2-KI染色
    3.7 cyp734a25突变体花粉体外萌发
    3.8 cyp734a24突变体花药半薄切片观察
    3.9 cyp734a2与cyp734a24 突变体花药扫描电镜观察
    3.10 RNA-seq
    3.11 RNA-seq差异表达基因实时定量PCR验证
    3.12 CYP734As对 BR稳态的影响
        3.12.1 内源BR含量的测定
        3.12.2 BR相关基因表达量分析
第四章 讨论
    4.1 CYP734As基因对水稻株高的影响
    4.2 CYP734As基因对水稻穗长的影响
    4.3 CYP734As基因对水稻育性的影响
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
附录 A
附录 B
附录 C
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻叶倾角分子机制及育种应用的研究进展 [J]. 胡娟,林晗,徐娜,焦然,戴志俊,鲁草林,饶玉春,王跃星.  中国水稻科学. 2019(05)
[2]CRISPR/Cas9技术敲除水稻BR降解相关基因的研究 [J]. 叶照楠,何璐,张琳琳,李飞飞,刘文真.  湖南农业科学. 2017(09)
[3]油菜素内酯生物合成和代谢研究进展 [J]. 李辉,左钦月,涂升斌.  植物生理学报. 2015(11)
[4]油菜素内酯（第六大类激素）的功用 [J]. 陈其庚,吴少华.  福建果树. 1996(02)
[5]新一类植物激素——甾族油菜素 [J]. 倪吾钟.  生物学杂志. 1993(04)

博士论文
[1]水稻粒型和叶夹角的关键调控基因SLG的克隆和功能分析[D]. 冯志明.南京农业大学. 2016

硕士论文
[1]油菜素内酯相关突变体和转基因水稻的鉴定及其效应的初步分析[D]. 曹步暐.扬州大学. 2017



本文编号：3543728