水稻类核纤层蛋白OsNMCP1调控抗旱和根生长的功能研究
发布时间：2021-03-28 06:18
水稻（Oryza sativa L.）是世界上主要的粮食作物之一,高温、寒冷和干旱等极端气候严重影响人们的粮食安全。淡水资源短缺、农业灌溉用水利用率低等问题制约着水稻的生产,干旱成为世界农业面临的最大问题之一。发达的根系有利于植物对水分的吸收和利用,因此增大植株的根系密度和深度在水稻避旱机制中起到关键性的作用。Os NMCP1是本室前期芯片分析中发现的一个受干旱诱导表达基因,本研究通过对其超量表达植株和突变体植株进行干旱表型和根系表型的考察发现Os NMCP1正调控水稻植株根系生长和抗旱性,并对Os NMCP1蛋白在调控根系生长和抗旱性的功能进行深入研究。类核纤层蛋白（NMCPs）是植物中的核纤层类似蛋白,研究表明动物中的核纤层蛋白位于细胞核质外围。我们通过转化水稻原生质体瞬时表达Os NMCP1蛋白发现其定位于细胞核中,表明Os NMCP1是一个细胞核蛋白。我们将Os NMCP1融合GFP产生的稳定表达植株,进行根尖免疫荧光高分辨率观察,发现Os NMCP1位于细胞核质外围。说明Os NMCP1是一个位于细胞核质外围的类核纤层蛋白。Os NMCP1的表达量受到干旱处理和ABA处理诱导...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物响应非生物逆境胁迫的总体模式，修改自（HirayamaandShinozaki2010,HanandWagner2014）
水稻类核纤层蛋白OsNMCP1在调控抗旱和根生长中的功能研究5老根或胚轴等部位生出的位置不固定的根。植物体最早发育的根称之为主根，主根生长发育到一定长度后在其侧向部位长出的支根称为侧根，植株的主根和侧根都有一定的发生位置，称为定根。禾本科种子萌发时形成的主根存活期不长，因此不定根在吸收水分和营养起主要作用。水稻为禾本科植物，其根系的复杂性远甚于模式植物拟南芥，因而其研究难度更高，研究进展更少，需要更多的研究（DeSmetetal2015）。图2拟南芥和水稻的根尖结构示意图（Coudertetal2010,DeSmetetal2015）。Fig.2TherootstructureofArabidopsisandrice(Coudertetal2010,DeSmetetal2015).根尖组织从尖端由形态学的上端往下其细胞的形态结构和生理功能逐渐产生差异，可以细分为四个部分：根尖顶端的帽状结构为根冠、紧挨着的细胞排列紧密的分生区、高度液泡化且细胞呈长方形的伸长区以及密被根毛的成熟区（图2）（Coudertetal2010,DeSmetetal2015）。根冠是植物最主要的感觉器官，可
华中农业大学2020届博士学位论文8物抗旱性更好。深层根系在植物前期和中前期起主要作用，同时深层根系有利于增强植物对不良环境的缓冲能力，提高植物的抗逆性。干旱胁迫时，土壤中的水分含量减少，植物的根系感受周围水分缺失，吸收的水分减少，通过化学信号、液压和电信号传递到茎诱导适应性反应，从根部感应的胁迫信号影响气孔的关闭或是抑制茎的生长来调节植物的抗旱应答（Neumann2008）。水分缺失导致根部木质部的汁液pH从6.0变到7.0，植物体内ABA、细胞分裂素、乙烯前体和其他因子含量发生变化，影响了植物从根部运输到茎的水分利用效率（SchachtmanandGoodger2008）。图3IR64和Dro1-NIL的根系表型（Ugaetal2013）。（A）IR64和Dro1-NIL的根系表型。（B）IR64和Dro1-NIL的植株干旱表型。Fig.3GraphicalgenotypesandverticalrootdistributionofIR64andDro1-NIL(Ugaetal2013).(A)TherootphenotypeofIR64andDro1-NIL.(B)PerformanceoftheIR64andDro1-NILplantsunderdroughtstresstreatment.研究者将数量性状位点（quantitativetraitlocus，QTL）分析与抗旱相关性状联合应用，定位到许多与根发育有关的抗旱基因。在拟南芥的研究中，SCR（SCARECROW）调控根的皮质/内皮层起源细胞的不对称分裂，在水稻根尖超量表达OsSCR可以观察到内胚层细胞经过不对称分裂后调控皮质子细胞
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synergistic regulation of drought-responsive genes by transcription factor OsbZIP23 and histone modification in rice[J]. Wei Zong,Jun Yang,Jie Fu,Lizhong Xiong. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(06)
博士论文
[1]水稻中XHS基因家族鉴定和功能分析[D]. 覃永华.华中农业大学 2010
本文编号：3105041
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物响应非生物逆境胁迫的总体模式，修改自（HirayamaandShinozaki2010,HanandWagner2014）
水稻类核纤层蛋白OsNMCP1在调控抗旱和根生长中的功能研究5老根或胚轴等部位生出的位置不固定的根。植物体最早发育的根称之为主根，主根生长发育到一定长度后在其侧向部位长出的支根称为侧根，植株的主根和侧根都有一定的发生位置，称为定根。禾本科种子萌发时形成的主根存活期不长，因此不定根在吸收水分和营养起主要作用。水稻为禾本科植物，其根系的复杂性远甚于模式植物拟南芥，因而其研究难度更高，研究进展更少，需要更多的研究（DeSmetetal2015）。图2拟南芥和水稻的根尖结构示意图（Coudertetal2010,DeSmetetal2015）。Fig.2TherootstructureofArabidopsisandrice(Coudertetal2010,DeSmetetal2015).根尖组织从尖端由形态学的上端往下其细胞的形态结构和生理功能逐渐产生差异，可以细分为四个部分：根尖顶端的帽状结构为根冠、紧挨着的细胞排列紧密的分生区、高度液泡化且细胞呈长方形的伸长区以及密被根毛的成熟区（图2）（Coudertetal2010,DeSmetetal2015）。根冠是植物最主要的感觉器官，可
华中农业大学2020届博士学位论文8物抗旱性更好。深层根系在植物前期和中前期起主要作用，同时深层根系有利于增强植物对不良环境的缓冲能力，提高植物的抗逆性。干旱胁迫时，土壤中的水分含量减少，植物的根系感受周围水分缺失，吸收的水分减少，通过化学信号、液压和电信号传递到茎诱导适应性反应，从根部感应的胁迫信号影响气孔的关闭或是抑制茎的生长来调节植物的抗旱应答（Neumann2008）。水分缺失导致根部木质部的汁液pH从6.0变到7.0，植物体内ABA、细胞分裂素、乙烯前体和其他因子含量发生变化，影响了植物从根部运输到茎的水分利用效率（SchachtmanandGoodger2008）。图3IR64和Dro1-NIL的根系表型（Ugaetal2013）。（A）IR64和Dro1-NIL的根系表型。（B）IR64和Dro1-NIL的植株干旱表型。Fig.3GraphicalgenotypesandverticalrootdistributionofIR64andDro1-NIL(Ugaetal2013).(A)TherootphenotypeofIR64andDro1-NIL.(B)PerformanceoftheIR64andDro1-NILplantsunderdroughtstresstreatment.研究者将数量性状位点（quantitativetraitlocus，QTL）分析与抗旱相关性状联合应用，定位到许多与根发育有关的抗旱基因。在拟南芥的研究中，SCR（SCARECROW）调控根的皮质/内皮层起源细胞的不对称分裂，在水稻根尖超量表达OsSCR可以观察到内胚层细胞经过不对称分裂后调控皮质子细胞
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synergistic regulation of drought-responsive genes by transcription factor OsbZIP23 and histone modification in rice[J]. Wei Zong,Jun Yang,Jie Fu,Lizhong Xiong. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(06)
博士论文
[1]水稻中XHS基因家族鉴定和功能分析[D]. 覃永华.华中农业大学 2010
本文编号：3105041
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3105041.html
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