水稻ELS6基因影响叶片衰老的分子机制研究

发布时间：2022-08-10 15:10

　　水稻是世界主要的粮食作物,同时也是我国大部分人的主食,因此保证稻谷高产稳产是影响国计民生大事。水稻的早衰是限制水稻产量的重要因素,所以研究衰老相关基因的分子机制,将为利用分子育种方式培育高产优质的水稻奠定基础。前期,我们实验室已经利用图位克隆的方法定位并克隆了水稻早衰基因ELS6,并通过转基因技术恢复了els6突变体的衰老表型。在前期研究的基础上,本课题进一步通过生物化学和遗传学等方法深入探究ELS6基因在调控水稻衰老过程中的分子机理。1)为了探究ELS6超表达是否影响水稻衰老,我们首先通过转基因方法获得纯合过表达转基因株系（ELS6-GFP OE）。突变体els6从孕穗期开始开始出现衰老表型,一直到成熟期衰老死亡。过表达转基因材料的株高、分蘖数和叶绿素含量较野生型相比均有所提升。2)衰老相关基因的相对表达量水平分析表明:在突变体els6中,上调表达了部分衰老相关基因,而在OE转基因材料中显著下调。3)ELS6基因的缺失导致了籽粒变小千粒重减少,而在OE材料中均显著增加。通过颖壳横切面的观察,突变体籽粒的变小可能是由颖壳细胞变小所造成的。4)ELS6基因的启动子区域存在许多与激素响应相... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
术语表
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 植物衰老的进程
    1.3 衰老生理生化的变化
    1.4 影响植物叶片衰老的主要因素
        1.4.1 内部因素
        1.4.2 外部因素
    1.5 水稻衰老相关基因的研究状况
        1.5.1 叶绿素降解相关基因
        1.5.2 蛋白质代谢相关基因
        1.5.3 激素代谢相关基因
    1.6 蛋白泛素化
        1.6.1 泛素-蛋白降解途径
        1.6.2 泛素蛋白酶体降解系统在植物生长发育等方面的作用
        1.6.3 泛素蛋白连接酶(Ubiquitin-protein ligase,E3)
        1.6.4 E3在植物中的研究状况
        1.6.5 泛素与衰老的研究
    1.7 本实验研究目的和意义
2 水稻早衰突变体els6和超表达OE株系农艺性状分析
    2.1 实验材料
        2.1.1 材料
        2.1.2 试剂
    2.2 实验方法
        2.2.1 水稻种植条件
        2.2.2 转基因鉴定
        2.2.3 植物基因组DNA提取
        2.2.4 水稻叶绿素含量的测定
        2.2.5 植物总RNA提取
        2.2.6 反转录
        2.2.7 Real-time qPCR
        2.2.8 水稻籽粒性状统计与分析
        2.2.9 N、P、K的测定
        2.2.10 孕穗的切片观察
    2.3 结果与分析
        2.3.1 RNA水平表达量
        2.3.2 叶绿素含量分析
        2.3.3 拟南芥转基因互补
        2.3.4 籽粒性状统计分析
        2.3.5 孕穗颖壳分析
    2.4 讨论与小结
3 ELS6生物信息学分析与亚细胞定位观察
    3.1 实验材料
        3.1.1 材料
        3.1.2 试剂
    3.2 试验方法
        3.2.1 原生质体的观察
        3.2.2 启动子元件分析
        3.2.3 保守性分析
        3.2.4 表达模式分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 保守性分析
        3.3.2 启动子元件分析
        3.3.3 表达模式分析
        3.3.4 ELS6亚细胞定位分析
    3.4 讨论与小结
4 ELS6与RBX1 互作
    4.1 实验材料
        4.1.1 材料
        4.1.2 试剂
    4.2 试验方法
        4.2.1 载体构建
        4.2.2 荧光素酶互补实验
        4.2.3 酵母双杂交实验
    4.3 结果与分析
        4.3.1 酵母双杂交实验验证互作关系
        4.3.2 荧光素酶互补实验验证互作关系
    4.4 讨论与小结
5 ELS6参与泛素化调节作用分析
    5.1 实验材料
        5.1.1 材料
        5.1.2 试剂
    5.2 试验方法
        5.2.1 植物总蛋白的提取
        5.2.2 蛋白质免疫印迹
    5.3 结果与分析
    5.4 讨论与小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国水稻遗传学研究进展与分子设计育种[J]. 郭韬,余泓,邱杰,李家洋,韩斌,林鸿宣.  中国科学:生命科学. 2019(10)
[2]自噬与泛素化蛋白降解途径的分子机制及其功能[J]. 陈科,程汉华,周荣家.  遗传. 2012(01)
[3]养分胁迫对籽粒灌浆期水稻叶片衰老影响的蛋白质组学分析[J]. 谢金水,邵彩虹,唐秀英,石庆华.  中国水稻科学. 2011(02)
[4]水稻早衰的成因及治理对策[J]. 付云飞.  现代农业科技. 2008(14)
[5]水稻早衰的原因及其防治措施[J]. 黄国勤,彭剑锋.  现代农业科技. 2007(10)
[6]试论水稻产生早衰的原因及防止对策[J]. 胡永平,李三元,包宗伟,潘世文.  江西农业学报. 2006(06)
[7]乙烯的生物合成与信号传递[J]. 陈涛,张劲松.  植物学通报. 2006(05)
[8]水稻根系育种的意义与前景[J]. 吴伟明,程式华.  中国水稻科学. 2005(02)
[9]不同养分模式对水稻叶片衰老的影响研究[J]. 杨长明,杨林章.  中国生态农业学报. 2003(01)
[10]乙烯生物合成途径及其相关基因工程的研究进展(综述)[J]. 陈新建,刘国顺,陈占宽,郅玉宝,易明林,刘鸿先.  热带亚热带植物学报. 2002(01)

硕士论文
[1]几种叶菜衰老过程蛋白质降解与蛋白酶活性变化及特性研究[D]. 徐杏连.中国农业大学 2004



本文编号：3673864