OsDT11抗旱路径及其功能结构域的分析
发布时间：2020-08-01 15:50
【摘要】：水稻是世界上三大粮食作物之一,全世界几乎二分之一的人口以稻米为食物。然而干旱是水稻生产中重要的限制因素,提高水稻对干旱的抗性是水稻遗传改良的重要目标之一。富含半胱氨酸短肽(cysteine-rich peptide,CRP)是植物体内最重要的短肽之一,CRP短肽在植物的生长发育、抗病、植物-细菌共生等过程中都发挥着重要作用。此前,课题组分析发现OsDT11基因是编码88个氨基酸的CRP短肽,在水稻中过量表达后显著增强水稻的耐旱性,这是国际上首次发现CRP类植物短肽参与抗旱的实例,其在抗旱机制和生产实践中均有很高的研究价值。在前期结果的基础上,对干旱处理前后的野生型和OsDT11基因超量植株进行转录组测序,研究OsDT11调控ABA合成的分子机理,绘制OsDT11调控水稻抗旱性的信号通路;利用定点突变和烟草瞬时转化等手段,分析OsDT11短肽的功能结构域及关键调控位点。取得以下研究结果:(1)通过对RNA-seq数据分析,发现OsDT11短肽介导的抗旱功能是与ABA信号相关。进一步证明了OsDT11短肽是通过参与ABA的信号传导路径,从而提高了水稻对于干旱的抗性。(2)通过荧光定量PCR技术在转录组测序分析数据中筛选到了三个可能与OsDT11相互作用的下游靶标基因.(3)建立并验证了在烟草瞬时表达体系中的OsDT11和基因LOC-Os01g73170启动子驱动的报告基因相互作用的系统。(4)通过对OsDT11短肽中8个半胱氨酸位点分别突变来驱动报告基因表达的方式证明了第三个半胱氨酸位点是OsDT11主要功能位点。综上所述,本实验进一步通过转录组学分析解释了OsDT11介导抗旱与ABA信号途径的关系,明确了影响OsDT11功能的关键半胱氨酸位点,也建立了体外互作系统,为进一步解析CRP短肽调节植物抗旱的新功能、基因工程创制水稻抗旱新品种提供了理论基础。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511
【图文】：
图 1 两次重复中差异表达基因统计Fig.1 Statistics of two replicates，s differentiaiiy expressed gene上调差异表达基因的 GO 功能显著富集分类Gene Ontology（GO）是标准基因功能分类体系之一，能完整产物的属性。GO 分析主要是从三个方面进行聚类分析，分别llular component ）、描述基因的分子功能（molelar function）程（biological process）。OsDT11-OE-D/ OsDT11-OE 和 WT-D达基因进行 GO 功能分类显著富集的结果（图 2a）。GO 分析的具体统计（表 1）。在 GO 功能显著富集分类图中可以看出，在细胞组分（cellularT1l 超量表达样品干旱处理后与 OsDT11 超量表达样品干旱处理要集中在：膜（membrane）、蛋白质丝氨酸/苏氨酸磷酸
图 2 上调表达差异基因的 GO 功能显著富集分类Fig.2 Gene Ontology function classification of Up-regulation expression DEGs（a）OsDT11 超量表达和野生型干旱处理前后上调表达的差异基因 GO 功能显著富集分类 （b）野生超量表达干旱处理前后共同上调表达的差异基因 GO 功能显著富集分类（c）相对于 OsDT11 超量表达植旱处理前后上调表达的差异基因 GO 功能显著富集分类 (d) 相对于野生型 OsDT11 超量表达干旱处理前的差异基因 GO 功能显著富集分类(a) Gene Ontology function classification of Up-regulation expression DEGs in OsDT11-overexpression and sample after drought treatment (b) Gene Ontology function classification of Common Up-regulation expreOsDT11-overexpression and wild type plant sample after drought treatment (c) Gene Ontology function cUp-regulation expression DEGs in wild type plant sample after drought treatment compare to OsDT11-overexsample (d) Gene Ontology function classification of Up-regulation expression DEGs in OsDT11-overexpressioafter drought treatment compare to wild type plant sample
量检测干旱处理后 OsDT11 超量转基因植株和野生型植株中基因 LOC_Os01g73170、L63 的表达量titative PCR amplification of the LOC_Os01g73170、LOC_Os01g28160and 9268563 in OsDwild type plant sample after Drought treatment lines.Bars represent means (three )±SD在 OsDT11 超量转基因植株干旱处理前后 LOC_Os01g73170、LOC_Os01g28160、以及 9） LOC_Os01g73170 、 LOC_Os01g28160 以 及 9268563 expressing increased after Derexpression plant sample子驱动的报告基因与 OsDT11 共表达照下图构建好的载体进行电转化到农杆菌的操作，并将空载体同作为对照，将两个载体分别孵育培养，然后通过洗板并调节
本文编号：2777668
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511
【图文】：
图 1 两次重复中差异表达基因统计Fig.1 Statistics of two replicates，s differentiaiiy expressed gene上调差异表达基因的 GO 功能显著富集分类Gene Ontology（GO）是标准基因功能分类体系之一，能完整产物的属性。GO 分析主要是从三个方面进行聚类分析，分别llular component ）、描述基因的分子功能（molelar function）程（biological process）。OsDT11-OE-D/ OsDT11-OE 和 WT-D达基因进行 GO 功能分类显著富集的结果（图 2a）。GO 分析的具体统计（表 1）。在 GO 功能显著富集分类图中可以看出，在细胞组分（cellularT1l 超量表达样品干旱处理后与 OsDT11 超量表达样品干旱处理要集中在：膜（membrane）、蛋白质丝氨酸/苏氨酸磷酸
图 2 上调表达差异基因的 GO 功能显著富集分类Fig.2 Gene Ontology function classification of Up-regulation expression DEGs（a）OsDT11 超量表达和野生型干旱处理前后上调表达的差异基因 GO 功能显著富集分类 （b）野生超量表达干旱处理前后共同上调表达的差异基因 GO 功能显著富集分类（c）相对于 OsDT11 超量表达植旱处理前后上调表达的差异基因 GO 功能显著富集分类 (d) 相对于野生型 OsDT11 超量表达干旱处理前的差异基因 GO 功能显著富集分类(a) Gene Ontology function classification of Up-regulation expression DEGs in OsDT11-overexpression and sample after drought treatment (b) Gene Ontology function classification of Common Up-regulation expreOsDT11-overexpression and wild type plant sample after drought treatment (c) Gene Ontology function cUp-regulation expression DEGs in wild type plant sample after drought treatment compare to OsDT11-overexsample (d) Gene Ontology function classification of Up-regulation expression DEGs in OsDT11-overexpressioafter drought treatment compare to wild type plant sample
量检测干旱处理后 OsDT11 超量转基因植株和野生型植株中基因 LOC_Os01g73170、L63 的表达量titative PCR amplification of the LOC_Os01g73170、LOC_Os01g28160and 9268563 in OsDwild type plant sample after Drought treatment lines.Bars represent means (three )±SD在 OsDT11 超量转基因植株干旱处理前后 LOC_Os01g73170、LOC_Os01g28160、以及 9） LOC_Os01g73170 、 LOC_Os01g28160 以 及 9268563 expressing increased after Derexpression plant sample子驱动的报告基因与 OsDT11 共表达照下图构建好的载体进行电转化到农杆菌的操作，并将空载体同作为对照，将两个载体分别孵育培养，然后通过洗板并调节
【参考文献】
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本文编号：2777668
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