水稻HD Domain基因WFSL1调控叶绿体发育的分子机理研究

发布时间：2021-07-11 13:53

　　叶绿体是植物进行光合作用的场所,光合作用把光能转变为化学能,为植物生长提供了能源。叶绿体主要分布在植物叶片中,叶片的发育直接影响到叶绿体的发育。因此,通过对水稻叶色突变体的研究可以挖掘更多叶绿体发育相关基因,为进一步构建叶色调控网络奠定坚实基础并在生产实践中提供理论基础。水稻叶片白条纹的出现对植株的光合作用及干物质的积累具有较大的影响。虽然已有大量的叶色相关基因被克隆,但是水稻叶片白条纹基因的克隆及功能研究却鲜有报道。本研究中克隆了一个调控水稻叶绿体发育的基因WFSL1（White Fine Stripe Leaf 1）,该基因编码一个具有HD-domain结构域的磷酸水解酶。WFSL1基因单碱基突变后导致水稻出现白条纹叶表型,相对野生型,突变体叶片中叶绿素含量明显下降。针对这一表型,通过细胞生物学、生物化学与分子生物学、转录组测序以及蛋白表达水平分析等方法,解析了突变体表型产生的分子机制。研究结果如下:1.wfsl1突变体在苗期叶片无白条纹表型,直到分蘖期刚伸出的叶片出现白条纹表型,并一直持续到成熟期,叶片横切观察及叶绿素含量测定表明突变体叶绿素含量明显减少。2.透射电镜结果表明,突... 

【文章来源】：中国农业科学院北京市

【文章页数】：88 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

叶绿体结构（Wise和Hoober，2007）

图 1.2 叶绿体自然免疫功能 （Padmanabhan 和 Dinesh-Kumar，2010）叶绿体合成重要的防御信号分子如水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、一氧化氮（NO）、活性氧（ROS）。ROS 也可以在光氧化胁迫，细胞无法消耗多余的能量中产生。ROS 可以以单线态氧或过氧化氢形式存在。一旦产生，这些分子可以启动叶绿体的逆行信号，以调节核基因表达。产生的信号通过执行器 1（EX1）和执行器 2（EX2）蛋白促

图 1.4 ppGpp 在细菌中的作用（Tozawa 和 Nomura，2011）酶可以合成 ppGpp 来响应细菌营养的改变及环境的胁迫，ppGpp 能够抑制 RNA 聚合酶，翻译起始延伸因子（IF），引发酶，嘌呤脱苷酶以及腺苷酸基琥珀酸合成酶的活性；促进氨基酸的合成，次级代谢及对宿主的感染。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一个水稻苗期温敏感白色条斑叶突变体的遗传分析及基因定位[J]. 李超,林冬枝,董彦君,叶胜海,张小明.  中国水稻科学. 2010(03)
[2]两个新的水稻叶色突变体形态结构与遗传定位研究[J]. 张力科,李志彬,刘海燕,李如海,陈满元,陈爱国,钱益亮,华泽田,高用明,朱苓华,黎志康.  中国农业科学. 2010(02)
[3]两个水稻叶色突变体的光合特性研究[J]. 吕典华,宗学凤,王三根,凌英华,桑贤春,何光华.  作物学报. 2009(12)
[4]水稻白化转绿基因对农艺性状和外观米质的影响[J]. 张毅,吕俊,李云峰,杨昆,沈福成,张巧玲,彭其莲,周亚林,何光华.  作物学报. 2008(02)
[5]不同叶色水稻叶片的衰老及对光强的响应[J]. 王丹英,章秀福,邵国胜,钱前,徐春梅.  中国水稻科学. 2008(01)
[6]水稻黄绿叶基因的克隆及应用[J]. 吴自明,张欣,万建民.  生命科学. 2007(06)
[7]一个水稻新黄绿叶突变体基因的分子定位[J]. 王军,王宝和,周丽慧,徐洁芬,顾铭洪,梁国华.  中国水稻科学. 2006(05)
[8]Ac/Ds标签系统与水稻功能基因组学[J]. 栾维江,孙宗修.  植物生理与分子生物学学报. 2005(05)
[9]水稻强优势恢复系9311粒重的诱变改良[J]. 陈忠明,王秀娥.  分子植物育种. 2005(03)
[10]T-DNA插入水稻突变体库的叶绿素和净光合速率变化[J]. 林钰琼,刘松,傅亚萍,于永红,胡国成,斯华敏,孙宗修.  中国水稻科学. 2003(04)

博士论文
[1]三个水稻叶色突变体的鉴定与基因克隆[D]. 刘文真.浙江大学 2006

硕士论文
[1]水稻Tos17突变体库的创建和应用[D]. 马振.华中农业大学 2010



本文编号：3278222