水稻转录因子OsRSR1遗传变异及调控机理研究
发布时间：2022-10-18 17:02
淀粉占食用稻米部分干重的90%以上。直链淀粉含量（Amylose content,AC）是决定和改良稻米蒸煮食味品质的关键内在因素,直链淀粉的合成及调控机理的研究是改良稻米品质的重要依据。淀粉积累重要时期在水稻灌浆成熟期,淀粉的合成与积累是一系列酶促反应的结果,参与淀粉合成的酶主要有ADP-焦磷酸化酶（AGPase）、淀粉合成酶（SS）、淀粉分支酶（SBE）及淀粉去分支酶（DBE）等四种酶。水稻淀粉合成调节因子Os RSR1是属于AP2/EREBP类转录子,能够调节淀粉合成酶基因的表达。本研究以籽粒直链淀粉含量超亲变异的稳定粳稻杂交子代和亲本为供试材料,分析灌浆不同时期胚乳直链淀粉含量、ADGP、SSS和SBE淀粉合成酶活性和它们同工型基因表达量以及Os RSR1基因表达量,并克隆亲本及后代Os RSR1基因,对其碱基序列和结构进行比对。利用RNA干扰技术,获得了Os RSR1-RNAi的转基因水稻材料,研究了OsRSR1对水稻淀粉合成相关酶基因表达量的影响及籽粒直链淀粉含量的影响,探讨直链淀粉含量差异形成特点及遗传变异的分子调控机理,就直链淀粉含量这一数量性状产生超亲变异的分子机理方...
【文章页数】：105 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
第一章 文献综述
1 直链淀粉研究进展
1.1 直链淀粉含量响与稻米蒸煮食味品质的关系
1.2 直链淀粉的合成
1.3 直链淀粉遗传因素的研究
2 淀粉合成酶研究进展
2.1 ADP-葡萄糖焦磷酸化酶
2.2 淀粉合成酶
2.3 淀粉分支酶
3 转录因子研究进展
3.1 转录因子的结构
3.1.1 DNA结合区
3.1.2 转录调控区
3.1.3 寡聚化区
3.1.4 核定位信号区
3.2 转录因子分类
3.3 转录因子功能
3.3.1 转录因子对胚乳的发育和贮藏物质的积累
3.3.2 转录因子对淀粉生物合成基因的调节
3.3.3 水稻淀粉调节因子研究进展
4 研究的主要目的与意义
5 本研究技术路线
第二章 淀粉合成关键酶基因及Os RSR1基因表达特性分析
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.2 试验方法
1.3 籽粒直链淀粉含量测定方法
1.4 淀粉合成关键酶活性测定方法
1.4.1 ADPG焦磷酸化酶和SSS可溶性淀粉合成酶活性测定方法
1.4.2 淀粉分支酶活性测定方法
1.5 淀粉合成关键酶基因及Os RSR1基因表达量测定
1.5.1 试剂
1.5.2 基因序列获取
1.5.3 荧光定量引物设计
1.5.4 总RNA的提取
1.5.5 c DNA第一条链合成
1.5.6 荧光定量PCR（Quantitative real-time PCR ）
1.5.7 RT-q PCR计算
1.6 数据分析
2 结果与分析
2.1 不同灌浆时期籽粒RNA提取
2.2 不同灌浆时期籽粒直链淀粉含量比较
2.3 不同灌浆时期籽粒淀粉合成关键酶活性比较
2.4 不同灌浆时期籽粒淀粉合成关键酶基因表达量比较
2.4.1 不同灌浆时期籽粒Os AGP基因表达量比较
2.4.2 不同灌浆时期籽淀粉合成酶基因表达量比较
2.4.3 不同灌浆时期籽粒OsSBE3基因表达量比较
2.5 不同灌浆时期籽粒Os RSR1因子表达量比较
2.6 籽粒转录因子和淀粉合成相关基因表达量与酶活性及淀粉含量关系
3 讨论
3.1 关于籽粒淀粉合成相关酶活性及其基因表达与直链淀粉含量关系
3.2 关于籽粒Os RSR1因子与籽粒淀粉合成相关酶基因表达关系
第三章 水稻Os RSR1因子序列比较分析
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试材料
1.1.2 菌种与载体
1.1.3 主要试剂
1.1.4 PCR扩增Os RSR1基因全c DNA
1.1.5 培养基
1.2 试验方法
1.2.1 水稻总RNA的提取
1.2.2 反转录c DNA链的合成
1.2.3 c DNA全长基因的获得
1.2.4 DNA片段的回收
1.2.5 DNA片段与克隆载体的连接
1.2.6 DNA片段的转化
1.2.7 质粒DNA提取（小量法）
1.2.8 质粒酶切验证
1.2.9 c DNA序列分析
2 结果与分析
2.1 总RNA提取与第一链c DNA合成
2.2 籽粒Os RSR1基因克隆及鉴定
2.3 籽粒Os RSR1因子核苷酸及氨基酸序列
2.4 籽粒Os RSR1基因全长c DNA序列比对
2.5 水稻Os RSR1基因序列结构分析
3 讨论
第四章 Os RSR1基因沉默对淀粉合成关键酶基因表达及产量和品质性状的影响
1 试验材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 植物材料
1.1.2 菌株
1.1.3 质粒载体
1.1.4 试剂盒
1.1.5 试剂
1.1.6 培养基
1.1.7 PCR引物
1.2 试验方法
1.2.1 Os RSR1-RNAi干扰载体构建
1.2.2 水稻遗传转化及转基因植株分子检测
1.2.3 转基因株系性状测定
2 结果与分析
2.1 Os RSR1-RNAi干扰载体构建
2.1.1 Os RSR1-RNAi干扰载体的构建流程
2.1.2 RT-PCR法扩增水稻Os RSR1基因干扰区段
2.2 p BWA（V）HS-Os RSR1质粒转化农杆菌
2.3 Os RSR1 RNAi转基因水稻植株的获得
2.4 转基因植株T0代PCR检测
2.5 转基因植株T1代抗性检测
2.5.1 抗性植株筛选
2.5.2 转基因植株T1代PCR检测
2.6 Os RSR1-RNAi对淀粉合成相关酶基因表达量的影响
2.7 转基因株系与野生型对照淀粉合成关键酶基因表达量比较
2.8 Os RSR1 RNAi对产量和品质性状的影响
3 讨论
3.1 关于籽粒Os RSR1转录因子载体快速构建
3.2 农杆菌介导的Os RSR1-RNAi干扰载体遗传转化
3.3 Os RSR1基因沉默对淀粉合成关键酶基因表达及产量和品质性状的影响
综合讨论
1 关于籽粒 Os RSR1 转录因子序列变异及表达调控机理
2 关于籽粒淀粉合成相关酶基因和 Os RSR1 转录因子表达调控以及直链淀粉含量超亲变异
全文结论
致谢
参考文献
附录
缩略词表
攻读博士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻胚乳淀粉合成相关酶的结构、功能及其互作研究进展[J]. 陈雅玲,包劲松. 中国水稻科学. 2017(01)
[2]直链淀粉含量偏低型杂交粳稻组合的稻米品质评价[J]. 徐锡明,张欣,施利利,崔晶,丁得亮,曲红岩,谷守贤,李永杰. 作物杂志. 2016(06)
[3]Wx基因对小麦淀粉合成关键酶活性的影响[J]. 覃鹏,孔治有,刘叶菊,唐永生,杨俊华. 中国粮油学报. 2016(10)
[4]RNA干扰的机制及其应用[J]. 尚仁福,吴立刚. 生命科学. 2016(05)
[5]番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因嵌合hpRNA载体一步快速构建及沉默效果的研究[J]. 霍鹏,言普,沈文涛,黎小瑛,周鹏. 生命科学研究. 2016(01)
[6]MEF2C基因RNA干扰质粒的构建及干扰效率测定[J]. 曾阳阳,朱弘焱,田玉民,苏玉虹. 畜牧与兽医. 2015(09)
[7]水稻OsSHAT1和OsRSR1应答激素及逆境胁迫的表达特性[J]. 李哲,张少绚,黄荣峰. 生物技术通报. 2015(03)
[8]高温对水稻胚乳淀粉合成关键酶活性及内源激素含量的影响[J]. 张桂莲,廖斌,武小金,肖应辉,肖浪涛,陈立云. 植物生理学报. 2014(12)
[9]不同直链淀粉含量水稻籽粒淀粉积累及其相关酶的活性变化研究[J]. 郭连安,胡运高,杨国涛,鄢圣敏,易军. 云南大学学报(自然科学版). 2014(06)
[10]转录因子GATA-4突变在心脏圆锥动脉干畸形患儿中的研究[J]. 田颖,汪希珂,张阳,王予川,吴悦. 海南医学院学报. 2014(08)
博士论文
[1]水稻籽粒中调控造粉体发育关键基因FLO7的图位克隆和功能分析[D]. 张龙.南京农业大学 2015
[2]干旱胁迫条件下马铃薯耐旱基因表达及叶片蛋白质组学分析[D]. 张丽莉.沈阳农业大学 2015
[3]植物转录因子基因OsHOX12、OsHOX14和ABS2的克隆及功能研究[D]. 邵景侠.西北农林科技大学 2012
[4]水稻磷脂酶Dα1在耐盐中的作用及其机理研究[D]. 沈鹏.南京农业大学 2009
[5]水稻种子发育相关转录因子的分离和功能研究[D]. 叶锐.中国科学院研究生院（上海生命科学研究院） 2005
硕士论文
[1]茶树抗寒相关基因的克隆与表达特性分析[D]. 陈林波.安徽农业大学 2010
[2]粳稻杂种后代胚乳可溶性淀粉合成酶及同工型基因转录表达特性分析[D]. 曲莹.东北农业大学 2014
[3]木薯可溶性淀粉合成酶基因IV启动子的功能鉴定及其调控因子的筛选[D]. 胡文斌.海南大学 2013
[4]水稻成熟期子粒碳代谢关键酶活性变化与品质关系研究[D]. 沈鹏.东北农业大学 2003
[5]水稻中AP2/EREBP家族转录因子的功能研究[D]. 赵奇.华南热带农业大学 2005
[6]淀粉合成相关基因近等基因系的构建及其对稻米蒸煮品质影响的初步研究[D]. 王芳.扬州大学 2007
[7]抗虫基因cry2A*对早粳稻的转化[D]. 于滔.黑龙江大学 2008
本文编号：3692708
【文章页数】：105 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
第一章 文献综述
1 直链淀粉研究进展
1.1 直链淀粉含量响与稻米蒸煮食味品质的关系
1.2 直链淀粉的合成
1.3 直链淀粉遗传因素的研究
2 淀粉合成酶研究进展
2.1 ADP-葡萄糖焦磷酸化酶
2.2 淀粉合成酶
2.3 淀粉分支酶
3 转录因子研究进展
3.1 转录因子的结构
3.1.1 DNA结合区
3.1.2 转录调控区
3.1.3 寡聚化区
3.1.4 核定位信号区
3.2 转录因子分类
3.3 转录因子功能
3.3.1 转录因子对胚乳的发育和贮藏物质的积累
3.3.2 转录因子对淀粉生物合成基因的调节
3.3.3 水稻淀粉调节因子研究进展
4 研究的主要目的与意义
5 本研究技术路线
第二章 淀粉合成关键酶基因及Os RSR1基因表达特性分析
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.2 试验方法
1.3 籽粒直链淀粉含量测定方法
1.4 淀粉合成关键酶活性测定方法
1.4.1 ADPG焦磷酸化酶和SSS可溶性淀粉合成酶活性测定方法
1.4.2 淀粉分支酶活性测定方法
1.5 淀粉合成关键酶基因及Os RSR1基因表达量测定
1.5.1 试剂
1.5.2 基因序列获取
1.5.3 荧光定量引物设计
1.5.4 总RNA的提取
1.5.5 c DNA第一条链合成
1.5.6 荧光定量PCR（Quantitative real-time PCR ）
1.5.7 RT-q PCR计算
1.6 数据分析
2 结果与分析
2.1 不同灌浆时期籽粒RNA提取
2.2 不同灌浆时期籽粒直链淀粉含量比较
2.3 不同灌浆时期籽粒淀粉合成关键酶活性比较
2.4 不同灌浆时期籽粒淀粉合成关键酶基因表达量比较
2.4.1 不同灌浆时期籽粒Os AGP基因表达量比较
2.4.2 不同灌浆时期籽淀粉合成酶基因表达量比较
2.4.3 不同灌浆时期籽粒OsSBE3基因表达量比较
2.5 不同灌浆时期籽粒Os RSR1因子表达量比较
2.6 籽粒转录因子和淀粉合成相关基因表达量与酶活性及淀粉含量关系
3 讨论
3.1 关于籽粒淀粉合成相关酶活性及其基因表达与直链淀粉含量关系
3.2 关于籽粒Os RSR1因子与籽粒淀粉合成相关酶基因表达关系
第三章 水稻Os RSR1因子序列比较分析
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试材料
1.1.2 菌种与载体
1.1.3 主要试剂
1.1.4 PCR扩增Os RSR1基因全c DNA
1.1.5 培养基
1.2 试验方法
1.2.1 水稻总RNA的提取
1.2.2 反转录c DNA链的合成
1.2.3 c DNA全长基因的获得
1.2.4 DNA片段的回收
1.2.5 DNA片段与克隆载体的连接
1.2.6 DNA片段的转化
1.2.7 质粒DNA提取（小量法）
1.2.8 质粒酶切验证
1.2.9 c DNA序列分析
2 结果与分析
2.1 总RNA提取与第一链c DNA合成
2.2 籽粒Os RSR1基因克隆及鉴定
2.3 籽粒Os RSR1因子核苷酸及氨基酸序列
2.4 籽粒Os RSR1基因全长c DNA序列比对
2.5 水稻Os RSR1基因序列结构分析
3 讨论
第四章 Os RSR1基因沉默对淀粉合成关键酶基因表达及产量和品质性状的影响
1 试验材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 植物材料
1.1.2 菌株
1.1.3 质粒载体
1.1.4 试剂盒
1.1.5 试剂
1.1.6 培养基
1.1.7 PCR引物
1.2 试验方法
1.2.1 Os RSR1-RNAi干扰载体构建
1.2.2 水稻遗传转化及转基因植株分子检测
1.2.3 转基因株系性状测定
2 结果与分析
2.1 Os RSR1-RNAi干扰载体构建
2.1.1 Os RSR1-RNAi干扰载体的构建流程
2.1.2 RT-PCR法扩增水稻Os RSR1基因干扰区段
2.2 p BWA（V）HS-Os RSR1质粒转化农杆菌
2.3 Os RSR1 RNAi转基因水稻植株的获得
2.4 转基因植株T0代PCR检测
2.5 转基因植株T1代抗性检测
2.5.1 抗性植株筛选
2.5.2 转基因植株T1代PCR检测
2.6 Os RSR1-RNAi对淀粉合成相关酶基因表达量的影响
2.7 转基因株系与野生型对照淀粉合成关键酶基因表达量比较
2.8 Os RSR1 RNAi对产量和品质性状的影响
3 讨论
3.1 关于籽粒Os RSR1转录因子载体快速构建
3.2 农杆菌介导的Os RSR1-RNAi干扰载体遗传转化
3.3 Os RSR1基因沉默对淀粉合成关键酶基因表达及产量和品质性状的影响
综合讨论
1 关于籽粒 Os RSR1 转录因子序列变异及表达调控机理
2 关于籽粒淀粉合成相关酶基因和 Os RSR1 转录因子表达调控以及直链淀粉含量超亲变异
全文结论
致谢
参考文献
附录
缩略词表
攻读博士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻胚乳淀粉合成相关酶的结构、功能及其互作研究进展[J]. 陈雅玲,包劲松. 中国水稻科学. 2017(01)
[2]直链淀粉含量偏低型杂交粳稻组合的稻米品质评价[J]. 徐锡明,张欣,施利利,崔晶,丁得亮,曲红岩,谷守贤,李永杰. 作物杂志. 2016(06)
[3]Wx基因对小麦淀粉合成关键酶活性的影响[J]. 覃鹏,孔治有,刘叶菊,唐永生,杨俊华. 中国粮油学报. 2016(10)
[4]RNA干扰的机制及其应用[J]. 尚仁福,吴立刚. 生命科学. 2016(05)
[5]番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因嵌合hpRNA载体一步快速构建及沉默效果的研究[J]. 霍鹏,言普,沈文涛,黎小瑛,周鹏. 生命科学研究. 2016(01)
[6]MEF2C基因RNA干扰质粒的构建及干扰效率测定[J]. 曾阳阳,朱弘焱,田玉民,苏玉虹. 畜牧与兽医. 2015(09)
[7]水稻OsSHAT1和OsRSR1应答激素及逆境胁迫的表达特性[J]. 李哲,张少绚,黄荣峰. 生物技术通报. 2015(03)
[8]高温对水稻胚乳淀粉合成关键酶活性及内源激素含量的影响[J]. 张桂莲,廖斌,武小金,肖应辉,肖浪涛,陈立云. 植物生理学报. 2014(12)
[9]不同直链淀粉含量水稻籽粒淀粉积累及其相关酶的活性变化研究[J]. 郭连安,胡运高,杨国涛,鄢圣敏,易军. 云南大学学报(自然科学版). 2014(06)
[10]转录因子GATA-4突变在心脏圆锥动脉干畸形患儿中的研究[J]. 田颖,汪希珂,张阳,王予川,吴悦. 海南医学院学报. 2014(08)
博士论文
[1]水稻籽粒中调控造粉体发育关键基因FLO7的图位克隆和功能分析[D]. 张龙.南京农业大学 2015
[2]干旱胁迫条件下马铃薯耐旱基因表达及叶片蛋白质组学分析[D]. 张丽莉.沈阳农业大学 2015
[3]植物转录因子基因OsHOX12、OsHOX14和ABS2的克隆及功能研究[D]. 邵景侠.西北农林科技大学 2012
[4]水稻磷脂酶Dα1在耐盐中的作用及其机理研究[D]. 沈鹏.南京农业大学 2009
[5]水稻种子发育相关转录因子的分离和功能研究[D]. 叶锐.中国科学院研究生院（上海生命科学研究院） 2005
硕士论文
[1]茶树抗寒相关基因的克隆与表达特性分析[D]. 陈林波.安徽农业大学 2010
[2]粳稻杂种后代胚乳可溶性淀粉合成酶及同工型基因转录表达特性分析[D]. 曲莹.东北农业大学 2014
[3]木薯可溶性淀粉合成酶基因IV启动子的功能鉴定及其调控因子的筛选[D]. 胡文斌.海南大学 2013
[4]水稻成熟期子粒碳代谢关键酶活性变化与品质关系研究[D]. 沈鹏.东北农业大学 2003
[5]水稻中AP2/EREBP家族转录因子的功能研究[D]. 赵奇.华南热带农业大学 2005
[6]淀粉合成相关基因近等基因系的构建及其对稻米蒸煮品质影响的初步研究[D]. 王芳.扬州大学 2007
[7]抗虫基因cry2A*对早粳稻的转化[D]. 于滔.黑龙江大学 2008
本文编号：3692708
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3692708.html
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