两个水稻早衰基因的图位克隆与功能分析
发布时间：2021-10-21 14:20
衰老是植物生长发育关键组成部分,是指植物特定细胞、组织及整个植株发生一系列程序性细胞死亡的过程。衰老是影响水稻产量稳定性的主要因素之一,延迟水稻的衰老可以提高其产量,叶片延迟衰老对植物生产有潜在的积极作用。但目前对水稻早衰的分子调节机制尚未完全研究清晰,因此研究水稻早衰对提高水稻产量具有重要意义。本研究针对两个早衰突变体进行了表型分析与精细定位。1.es4突变体在分蘖盛期出现黄叶早衰表型。es4突变体表现出MDA和H2O2含量显著增加,但叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、酶活性和光合速率显著降低,这表明es4表现出早衰表型。遗传分析表明,突变性状由单隐性核基因控制。通过图位克隆的方法将目标基因定位在4号染色体的长臂端,然后用1061个F2早衰突变体进行精细定位,将目的基因定位在33.5Kb之间,其中包含7个开放阅读框（ORFs）。通过测序分析发现编码一个钙依赖性蛋白激酶的OsCDPK12第一外显子存在8个碱基缺失,导致移码突变。功能互补和CRISPR/Cas9结果说明OsCDPK12的突变导致了es4的早衰表型。组成表达分析...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
突变体es4的表型鉴定
ynthetic pigments contentZH8015 (mg/L)e素 a 含量 Chl a content 3.10±0.21 0素 b 含量 Chl b content 1.30±0.13 0素含量 Carotenoids content 0.59±0.09 0=10)，*和**分别表示野生型与突变体在 0.05 和 0.01 水平上差异显著，t-检验。析B 互作时在过氧化物酶的作用下，会形成一种红棕色聚合沉淀s4 分蘖盛期倒二叶叶片进行 DAB 染色后，我们在突变体早衰明突变体早衰叶片中积累了大量的 H2O2，而这种积累在野伊文思蓝染色液是不可逆的组织化学指示物，它可进入死亡生型 ZH8015 和突变体 es4 分蘖盛期倒二叶进行伊文思蓝染细胞中出现大量深蓝色坏死，然而野生型叶片中并没有表现化学分析表明与野生型 ZH8015 相比突变体 es4 叶片内积累死亡。
2.2.3 叶肉细胞透射电镜我们使用透射电子显微镜进一步分析了突变体 es4 抽穗期剑叶的叶肉细胞超微结构。结果显示野生型ZH8015的叶肉细胞含有大量叶绿体，叶绿体膜完整，类囊体基质排列紧密有序 (图2.3A,B)。相反，突变体 es4 叶肉细胞内叶绿体数量明显下降，叶绿体内被大量的淀粉粒以及嗜锇颗粒充满，类囊体基质排列不规则 (图 2.3C, D)。这些结果表明 es4 突变体是一个叶绿素降解、叶绿体被破坏的突变体。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Photosynthetic Characteristics of Flag Leaves in Rice White Stripe Mutant 6001 During Senescence Process[J]. ZHEN Xiao-hui,XU Jin-gang,SHEN Wei-jun,ZHANG Xiao-juan,ZHANG Qi-jun,LU Chuan-gen,CHEN Guo-xiang,GAO Zhi-ping. Rice Science. 2014(06)
[2]Knockdown of OsHox33, a member of the class III homeodomain-leucine zipper gene family, accelerates leaf senescence in rice[J]. LUAN WeiJiang,SHEN Ao,JIN ZhiPing,SONG SuSheng,LI ZhengLong,SHA AiHua. Science China（Life Sciences）. 2013(12)
[3]钙依赖蛋白激酶（CDPKs）介导植物信号转导的分子基础[J]. 王娇娇,韩胜芳,李小娟,谷俊涛,路文静,肖凯. 草业学报. 2009(03)
[4]后期功能型超级杂交稻的概念及生物学意义[J]. 程式华,曹立勇,陈深广,朱德峰,王熹,闵绍楷,翟虎渠. 中国水稻科学. 2005(03)
[5]水稻不定根的穿鞘生长现象及其与叶片衰老的关系[J]. 吴伟明,王一平,赵航,曹立勇,占小登,程式华. 中国农业科学. 2005(03)
[6]杂交稻开花后根系活力与旗叶衰老和产量形成的关系[J]. 蔡永萍,左震东,杨其光. 中国农学通报. 1998(03)
[7]自由基对水稻叶片衰老的影响[J]. 李卫,邓四洪,刘道宏. 湖北大学学报(自然科学版). 1998(01)
本文编号：3449151
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
突变体es4的表型鉴定
ynthetic pigments contentZH8015 (mg/L)e素 a 含量 Chl a content 3.10±0.21 0素 b 含量 Chl b content 1.30±0.13 0素含量 Carotenoids content 0.59±0.09 0=10)，*和**分别表示野生型与突变体在 0.05 和 0.01 水平上差异显著，t-检验。析B 互作时在过氧化物酶的作用下，会形成一种红棕色聚合沉淀s4 分蘖盛期倒二叶叶片进行 DAB 染色后，我们在突变体早衰明突变体早衰叶片中积累了大量的 H2O2，而这种积累在野伊文思蓝染色液是不可逆的组织化学指示物，它可进入死亡生型 ZH8015 和突变体 es4 分蘖盛期倒二叶进行伊文思蓝染细胞中出现大量深蓝色坏死，然而野生型叶片中并没有表现化学分析表明与野生型 ZH8015 相比突变体 es4 叶片内积累死亡。
2.2.3 叶肉细胞透射电镜我们使用透射电子显微镜进一步分析了突变体 es4 抽穗期剑叶的叶肉细胞超微结构。结果显示野生型ZH8015的叶肉细胞含有大量叶绿体，叶绿体膜完整，类囊体基质排列紧密有序 (图2.3A,B)。相反，突变体 es4 叶肉细胞内叶绿体数量明显下降，叶绿体内被大量的淀粉粒以及嗜锇颗粒充满，类囊体基质排列不规则 (图 2.3C, D)。这些结果表明 es4 突变体是一个叶绿素降解、叶绿体被破坏的突变体。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Photosynthetic Characteristics of Flag Leaves in Rice White Stripe Mutant 6001 During Senescence Process[J]. ZHEN Xiao-hui,XU Jin-gang,SHEN Wei-jun,ZHANG Xiao-juan,ZHANG Qi-jun,LU Chuan-gen,CHEN Guo-xiang,GAO Zhi-ping. Rice Science. 2014(06)
[2]Knockdown of OsHox33, a member of the class III homeodomain-leucine zipper gene family, accelerates leaf senescence in rice[J]. LUAN WeiJiang,SHEN Ao,JIN ZhiPing,SONG SuSheng,LI ZhengLong,SHA AiHua. Science China（Life Sciences）. 2013(12)
[3]钙依赖蛋白激酶（CDPKs）介导植物信号转导的分子基础[J]. 王娇娇,韩胜芳,李小娟,谷俊涛,路文静,肖凯. 草业学报. 2009(03)
[4]后期功能型超级杂交稻的概念及生物学意义[J]. 程式华,曹立勇,陈深广,朱德峰,王熹,闵绍楷,翟虎渠. 中国水稻科学. 2005(03)
[5]水稻不定根的穿鞘生长现象及其与叶片衰老的关系[J]. 吴伟明,王一平,赵航,曹立勇,占小登,程式华. 中国农业科学. 2005(03)
[6]杂交稻开花后根系活力与旗叶衰老和产量形成的关系[J]. 蔡永萍,左震东,杨其光. 中国农学通报. 1998(03)
[7]自由基对水稻叶片衰老的影响[J]. 李卫,邓四洪,刘道宏. 湖北大学学报(自然科学版). 1998(01)
本文编号：3449151
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