两个新的水稻叶色基因YGL8和BSL1的图位克隆与功能分析
发布时间：2021-06-24 18:04
叶绿素的生物合成途径包含一系列复杂而保守的酶促反应,对于植物的光合作用和生长发育相关的代谢过程至关重要。同样的,细胞死亡的精确调控对于维持植株正常的生长发育及抗病防御反应也发挥关键的作用,然而它们具体的分子调控机制仍然不清楚。本研究以两个水稻叶色突变体为材料,即黄绿叶突变体ygl8（yellow-greenleaf 8）和类病斑突变体bsl1（brown spotted leaf 1）,围绕表型、生理、遗传和基因功能等方面开展了详细的研究,为进一步阐明叶绿素生物合成、叶绿体分化发育和细胞死亡的调控网络奠定了基础。水稻黄绿叶基因YGL8的研究:1.ygl8突变体是从Kita-ake的组织培养中获得的,从苗期开始表现为黄绿色。与野生型相比,突变体的叶绿素含量下降,叶绿素a/b的比值升高。温度处理发现,它是一个温钝型叶色突变体。透射电镜观察显示,突变体的叶绿体形态异常、发育滞后。随着叶片后期的转绿,突变体的叶绿素水平和叶绿体状态均得到明显的恢复。此外,ygl8突变体的农艺性状相比于野生型均存在显著差异。2.遗传分析表明ygl8的黄绿叶表型受到单个隐性核基因的控制。利用图位克隆的方法将该基因精...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－丨常见的叶色突变体类型（Ｌｉ?ｅｔ?ａｌ．，２０１０）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｃｏｍｍｏｎ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｌｅａｆ－ｃｏｌｏｒ?ｍｕｔａｎｔｓ??
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?两个新的水稻叶色基因ｙｏｕ和ａ兑／的图位克隆１?ｊ功能分析???生凋亡小体；液泡占据了细胞９０％的体积，是一个大的水解场所，在细胞组分的降解??过程中发挥重要作用；叶绿体是能量和活性氧产生的场所，能够调控细胞死亡信号。??ｖａｎ?Ｄｏｏｍ等人（２０１１?）根据植物细胞死亡形态将ＰＣＤ分成两类：液泡化细胞死亡和??坏死（图１－６）。前者表现出一种类似自噬的过程，由中央液泡释放大量水解酶，使细??胞降解成－个干净的残海相反，后者表现为细胞膜早期破裂、原生质体皱缩，细胞??器肿胀，由于缺少自噬而形成一个未处理的细胞残海随后ｖａｎ?Ｄｏｏｍ?（２０１１）又建??议使用自溶性ＰＣＤ和非自溶性ＰＣＤ。自溶性ＰＣＤ是由于液泡膜破裂而导致细胞质的??快速清除，而非自溶性ＰＣＤ并不以液泡膜破裂为特征，细胞质并没有出现快速清除。??目前在植物中，研究人员主要关注两类生理性细胞死亡的方式：一种是发育过程中??ＰＣＤ，比如胚柄、糊粉层和绒毡层的降解，木质部导管的形成以及衰老过程；另一种??是ＨＲ反应，是由无毒病原菌侵染引起的细胞死亡。??ＲＯＳ?（Ｉ?Ｅａｒｌｙ?ｓｔａｇｅ?一Ａｄｖａｎｃｅｄ?ｓｔａｇｅ?一Ｃｅｌｌ?ｃｏｒｐｓｅ??ｔ?装麵Ｈ?ｙ??ｃｈｒｏｍａｔｉｎ?＾ｒ．?Ｖａｃｕｏｌａｒ?ｃｅｌｌ?ｄｅａｔｈ??ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ????雜〇ａｌｉｏｎ??ｃｈｉｏｆｏｐｉａｓｔ?ＭＥＴＡＣＡＳＰＡＳＥ－ｌ｜?声?ｔ—▲?故’?Ｖ．?．？?ｉｖ?ｆ??ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ?（Ａｃｔｉｖｅ）?／?＾?ｃｗ?▼?Ｘ．?＾??丫?ｉ?ｆ??Ｊ?九―??图１－６植物中主要的细胞死亡类型（Ｃｏｌｌ?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Involvement of a Putative Bipartite Transit Peptide in Targeting Rice Pheophorbide a Oxygenase into Chloroplasts for Chlorophyll Degradation during Leaf Senescence[J]. Qingjun Xie,Yan Liang,Jian Zhang,Huakun Zheng,Guojun Dong,Qian Qian,Jianru Zuo. Journal of Genetics and Genomics. 2016(03)
[2]Characterization and molecular cloning of a serine hydroxymethyltransferase 1（OsSHM1） in rice[J]. Dekai Wang,Heqin Liu,Sujuan Li,Guowei Zhai,Jianfeng Shao,Yuezhi Tao. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(09)
[3]水稻温敏感叶色突变体研究进展[J]. 刘艳霞,林冬枝,董彦君. 中国水稻科学. 2015(04)
[4]水稻黄绿叶突变体ygl209的遗传分析与目标基因精细定位[J]. 李广贤,姚方印,侯恒军,孙召文,姜明松,朱文银,周学标. 作物学报. 2015(10)
[5]水稻苗期叶色失绿基因的研究概况[J]. 孙亚利,李万昌,姬生栋. 湖北农业科学. 2015(11)
[6]水稻糖苷水解酶基因OsBE1在叶绿体发育中的功能[J]. 王兴春,王敏,季芝娟,陈钊,刘文真,韩渊怀,杨长登. 作物学报. 2014(12)
[7]水稻早衰叶突变体PLS2的遗传分析与基因定位[J]. 张涛,孙玉莹,郑建敏,程治军,蒋开锋,杨莉,曹应江,游书梅,万建民,郑家奎. 作物学报. 2014(12)
[8]The tRNA 3’-end Processing Enzyme tRNase Z2Contributes to Chloroplast Biogenesis in Rice[J]. Tuan Long,Dong Guo,Dong He,Wenjie Shen,Xianghua Li. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(11)
[9]水稻花色素苷合成调节基因hrd1（t）的鉴定[J]. 刘永柱,罗文龙,黄翠红,陈立凯,王慧,陈志强,郭涛. 中国农业科学. 2013(19)
[10]一个控制水稻叶色白化转绿及多分蘖矮杆性状基因hw-1（t）的鉴定[J]. 郭涛,黄宣,黄永相,刘永柱,张建国,陈志强,王慧. 作物学报. 2012(01)
博士论文
[1]水稻OsLIR1维持叶绿体功能的机制及OsEXPB2参与水稻根系发育的功能研究[D]. 邹寒艳.重庆大学 2015
[2]2个水稻苗期失绿叶基因的图位克隆[D]. 李万昌.中国农业科学院 2013
[3]水稻两个芽鞘紫线相关基因的图位克隆与应用研究[D]. 张毅.西南大学 2009
硕士论文
[1]水稻叶片早衰基因OsPLS2的图位克隆及其功能分析[D]. 龚盼.浙江大学 2016
[2]含有主效紫鞘基因的水稻染色体片段代换系Z519的鉴定及PSH1定位[D]. 李燕.西南大学 2016
[3]水稻苗期白化致死突变基因asl4的图位克隆与功能初步分析[D]. 潘倩文.上海师范大学 2015
[4]一个水稻黄绿叶突变体的鉴定与基因克隆[D]. 梅家松.中国农业科学院 2015
[5]一份水稻叶尖枯萎突变体xynln的表型分析和基因定位[D]. 李进.四川农业大学 2015
[6]水稻叶片早衰基因OsLED的图位克隆及其功能研究[D]. 赵晨晨.浙江大学 2015
[7]水稻黄化突变体xnt7的生理特性和基因精细定位[D]. 葛生珍.西南大学 2014
[8]水稻类病变突变体g340的鉴定和基因定位[D]. 刘林.中国农业科学院 2014
[9]一个新的水稻白化基因AL13（t）的精细定位及其候选基因的确定[D]. 郑海凤.西南大学 2014
[10]水稻白条纹叶突变体基因st（k）的遗传分析及基因定位[D]. 邝小林.四川农业大学 2013
本文编号：3247581
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－丨常见的叶色突变体类型（Ｌｉ?ｅｔ?ａｌ．，２０１０）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｃｏｍｍｏｎ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｌｅａｆ－ｃｏｌｏｒ?ｍｕｔａｎｔｓ??
?两个新的水稻叶色基因ｙｃｚ＾和＆ｓｘ／的图位克隆ｈ功能分析???ｆ?／－；＾?—??＾ＢＴ＼?：?ｉ??，麵?＾?０＾－＾?ｍＢＫ＾ｍ?＼：?＾?Ｉ，ｎｎｅｒｅｎｖｅ，〇ｐｅ??：聲、；一??ａｌａ?０?ＡＴＰ?ａｄｐ????ｆｃ－ＷＷｗＴ＾＾ｒ＾ｏａ?２?ｃｐｏｘ??Ｇｉｕ－ｔＲＮＡ?ＶＭａＢＢＡ?Ｓ??十?Ｖ?＿?ＳＭ－??？?Ｉ??Ｌｕｍｅｎ????Ｊ??图１－４叶绿体内叶绿素代谢相关的酶复合体（Ｗａｎｇ?ａｎｄ?Ｇｒｉｍｍ，?２０１５）??Ｆｉｇ．?１－４?Ｅｎｚｙｍｅ?ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ?ｉｎｖｏｌｖｅｄ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ｃｈｉ?ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ?ｉｎ?ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｓ??镁螯合酶是一个复合体酶，由ＣＨＬＨ、ＣＨＬＩ和ＣＨＬＤ三个亚基按照１：６：６的比例??组装而成。ＧＥＮＯＭＥ?ＵＮＣＯＵＰＬＥＤ?４?（ＧＵＮ４）蛋白能够结合原卟啉分子，在低Ｍｇ２＋??条件下，通过其Ｃ端与催化亚基ＣＨＬＨ互作来激活镁螯合酶（Ｌａｒｋｉｎ?ｅｔ?ａｌ．，?２００３；?Ｐｅｔｅｒ??ａｎｄ?Ｇｒｉｍｍ，?２００９；?Ｚｈｏｕ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１２）。ＣＨＬＨ也能和邻近的代谢酶ＣＨＬＭ形成复合体，??一起促进两酶之间的代谢反应（Ｈｉｎｃｈｉｇｅｒｉｅｔａｌ．，１９９７）。Ｋａｕｓｓ等（２０１２）通过ＣＯ－ＩＰ??和质谱分析发现，不管在白天还是黑夜，ＦＬＵ和ＣＨＬ２７、ＰＯＲＢ、ＰＯＲＣ、ＧＧＲ处在??同一个复合体中，黑夜时该复合体中还存在ＧｉｕＴＲ。质体的氧化还原状态主要有硫氧??还蛋白ＴＲＸ和ＮＴＲＣ参与调控，与各个代谢酶的活性关系密切（Ｌｕｏ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１２；??
?两个新的水稻叶色基因ｙｏｕ和ａ兑／的图位克隆１?ｊ功能分析???生凋亡小体；液泡占据了细胞９０％的体积，是一个大的水解场所，在细胞组分的降解??过程中发挥重要作用；叶绿体是能量和活性氧产生的场所，能够调控细胞死亡信号。??ｖａｎ?Ｄｏｏｍ等人（２０１１?）根据植物细胞死亡形态将ＰＣＤ分成两类：液泡化细胞死亡和??坏死（图１－６）。前者表现出一种类似自噬的过程，由中央液泡释放大量水解酶，使细??胞降解成－个干净的残海相反，后者表现为细胞膜早期破裂、原生质体皱缩，细胞??器肿胀，由于缺少自噬而形成一个未处理的细胞残海随后ｖａｎ?Ｄｏｏｍ?（２０１１）又建??议使用自溶性ＰＣＤ和非自溶性ＰＣＤ。自溶性ＰＣＤ是由于液泡膜破裂而导致细胞质的??快速清除，而非自溶性ＰＣＤ并不以液泡膜破裂为特征，细胞质并没有出现快速清除。??目前在植物中，研究人员主要关注两类生理性细胞死亡的方式：一种是发育过程中??ＰＣＤ，比如胚柄、糊粉层和绒毡层的降解，木质部导管的形成以及衰老过程；另一种??是ＨＲ反应，是由无毒病原菌侵染引起的细胞死亡。??ＲＯＳ?（Ｉ?Ｅａｒｌｙ?ｓｔａｇｅ?一Ａｄｖａｎｃｅｄ?ｓｔａｇｅ?一Ｃｅｌｌ?ｃｏｒｐｓｅ??ｔ?装麵Ｈ?ｙ??ｃｈｒｏｍａｔｉｎ?＾ｒ．?Ｖａｃｕｏｌａｒ?ｃｅｌｌ?ｄｅａｔｈ??ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ????雜〇ａｌｉｏｎ??ｃｈｉｏｆｏｐｉａｓｔ?ＭＥＴＡＣＡＳＰＡＳＥ－ｌ｜?声?ｔ—▲?故’?Ｖ．?．？?ｉｖ?ｆ??ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ?（Ａｃｔｉｖｅ）?／?＾?ｃｗ?▼?Ｘ．?＾??丫?ｉ?ｆ??Ｊ?九―??图１－６植物中主要的细胞死亡类型（Ｃｏｌｌ?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Involvement of a Putative Bipartite Transit Peptide in Targeting Rice Pheophorbide a Oxygenase into Chloroplasts for Chlorophyll Degradation during Leaf Senescence[J]. Qingjun Xie,Yan Liang,Jian Zhang,Huakun Zheng,Guojun Dong,Qian Qian,Jianru Zuo. Journal of Genetics and Genomics. 2016(03)
[2]Characterization and molecular cloning of a serine hydroxymethyltransferase 1（OsSHM1） in rice[J]. Dekai Wang,Heqin Liu,Sujuan Li,Guowei Zhai,Jianfeng Shao,Yuezhi Tao. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(09)
[3]水稻温敏感叶色突变体研究进展[J]. 刘艳霞,林冬枝,董彦君. 中国水稻科学. 2015(04)
[4]水稻黄绿叶突变体ygl209的遗传分析与目标基因精细定位[J]. 李广贤,姚方印,侯恒军,孙召文,姜明松,朱文银,周学标. 作物学报. 2015(10)
[5]水稻苗期叶色失绿基因的研究概况[J]. 孙亚利,李万昌,姬生栋. 湖北农业科学. 2015(11)
[6]水稻糖苷水解酶基因OsBE1在叶绿体发育中的功能[J]. 王兴春,王敏,季芝娟,陈钊,刘文真,韩渊怀,杨长登. 作物学报. 2014(12)
[7]水稻早衰叶突变体PLS2的遗传分析与基因定位[J]. 张涛,孙玉莹,郑建敏,程治军,蒋开锋,杨莉,曹应江,游书梅,万建民,郑家奎. 作物学报. 2014(12)
[8]The tRNA 3’-end Processing Enzyme tRNase Z2Contributes to Chloroplast Biogenesis in Rice[J]. Tuan Long,Dong Guo,Dong He,Wenjie Shen,Xianghua Li. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(11)
[9]水稻花色素苷合成调节基因hrd1（t）的鉴定[J]. 刘永柱,罗文龙,黄翠红,陈立凯,王慧,陈志强,郭涛. 中国农业科学. 2013(19)
[10]一个控制水稻叶色白化转绿及多分蘖矮杆性状基因hw-1（t）的鉴定[J]. 郭涛,黄宣,黄永相,刘永柱,张建国,陈志强,王慧. 作物学报. 2012(01)
博士论文
[1]水稻OsLIR1维持叶绿体功能的机制及OsEXPB2参与水稻根系发育的功能研究[D]. 邹寒艳.重庆大学 2015
[2]2个水稻苗期失绿叶基因的图位克隆[D]. 李万昌.中国农业科学院 2013
[3]水稻两个芽鞘紫线相关基因的图位克隆与应用研究[D]. 张毅.西南大学 2009
硕士论文
[1]水稻叶片早衰基因OsPLS2的图位克隆及其功能分析[D]. 龚盼.浙江大学 2016
[2]含有主效紫鞘基因的水稻染色体片段代换系Z519的鉴定及PSH1定位[D]. 李燕.西南大学 2016
[3]水稻苗期白化致死突变基因asl4的图位克隆与功能初步分析[D]. 潘倩文.上海师范大学 2015
[4]一个水稻黄绿叶突变体的鉴定与基因克隆[D]. 梅家松.中国农业科学院 2015
[5]一份水稻叶尖枯萎突变体xynln的表型分析和基因定位[D]. 李进.四川农业大学 2015
[6]水稻叶片早衰基因OsLED的图位克隆及其功能研究[D]. 赵晨晨.浙江大学 2015
[7]水稻黄化突变体xnt7的生理特性和基因精细定位[D]. 葛生珍.西南大学 2014
[8]水稻类病变突变体g340的鉴定和基因定位[D]. 刘林.中国农业科学院 2014
[9]一个新的水稻白化基因AL13（t）的精细定位及其候选基因的确定[D]. 郑海凤.西南大学 2014
[10]水稻白条纹叶突变体基因st（k）的遗传分析及基因定位[D]. 邝小林.四川农业大学 2013
本文编号：3247581
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