转录因子OsbHLH111抑制水稻幼苗生长机理的初步研究

发布时间：2020-06-26 20:22

【摘要】：通过阐明水稻幼苗生长的分子机理,可以为人类研究植物生长机制提供参考和依据。保持糖分水平是幼苗生存的关键。糖的浓度显著影响幼苗生长:正常浓度范围的糖促进幼苗生长,缺糖抑制根和胚轴的生长,但当糖浓度高于阈值后抑制幼苗根、子叶和胚轴的生长。糖作为一种信号分子发挥功能,SnRK1a是糖信号转导的关键组分。对糖信号转导基因SnRK1a的研究发现,水稻SnRK1a的RNAi突变株表现出萌发缓慢、根和芽的生长被抑制的表型,其中根生长被抑制更显著,SnRK1a在种子萌发和幼苗生长中起关键调节作用。bHLH转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,水稻OsbHLH111是bHLH转录因子家族成员之一,OsbHLH111是细胞核蛋白,在水稻日本晴中组成型表达且根中表达量相对较高;OsbHLH111抑制水稻幼苗生长,与野生型相比,OsbHLH111缺失突变体111-1/2/3根长和株高显著增高,111-1/2/3的根条数、总根长和地上部地下部鲜重显著高于NP,过表达株系OE-1/2/3中根长和株高显著降低;OsbHLH111缺失突变体111-1/2/3中蔗糖和葡萄糖含量增高;酵母双杂交筛库及点对点验证实验证明OsbHLH111与OsSnRK1a存在相互作用。目前关于bHLH转录因子参与糖信号调控幼苗生长的研究仅在拟南芥中发现PIF参与糖信号调控的胚轴伸长过程,但机制未知。通过对OsbHLH111的缺失突变体和过表达转基因材料表型鉴定我们推测OsbHLH111具有抑制水稻幼苗生长的功能,并且OsbHLH111的缺失突变体中葡萄糖和蔗糖含量显著增多。因此,阐明OsbHLH111抑制水稻幼苗生长的机理及OsbHLH111与糖信号的关系对完善糖信号通路及幼苗生长机理具有重大意义。本文的研究结果为糖信号调控幼苗生长提供新的实验证据和理论支持。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511
【图文】：

基序,目标,转录因子,靶基因

述H 转录因子家族在植物中的研究进展转录因子结构特点和分类（basic helix-loop-helix，碱性螺旋-环-螺旋）转录因子因含 bHLH 结构域而得的蛋白家族之一。bHLH 结构域约含 60 个氨基酸，由一个碱性区域（basic regi环-α 螺旋（helix1-loop-helix2）区域组成（图 1-1）。碱性区域约含 15 个氨基合有关[1]；bHLH 转录因子自身的或不同 bHLH 转录因子的 α 螺旋之间通过源或异源二聚体[2]，进而和靶基因启动子区域结合，调控靶基因的基因转录过因子可以结合的靶基因启动子区域通常为 E-box (5’-CANNTG-3’)和 GTG-3’)结构[3]。

糖信号,途径,转导

图 1-3. HXK 参与的糖信号途径[46]。1.2.2.2 糖信号转导关键基因 SnRK1在 SnRK1 失活的材料中幼苗生长不再受高浓度葡萄糖的抑制[47]，因为 SnRK1 是糖信号转导的关键组分。1991 年，植物中第一个蔗糖非发酵型蛋白激酶 1（sucrose non-fermenting1-related proteinkinase 1, SnRK1）基因从黑麦中成功克隆，它与哺乳动物中 AMP-依赖型激酶（AMP-activated

【参考文献】