水稻花器官发育基因OsARF19和粒型基因DSS的分子鉴定和功能分析

发布时间：2023-06-04 19:11

　　本论文包括两部分研究内容,第一部分为水稻花器官调控基因OsARF19的分子鉴定和功能分析,第二部分为水稻粒型基因DSS(Decreased Seed Size)的图位克隆和功能分析。第一部分:水稻是世界重要的粮食作物,其花器官的正常发育对籽粒产量和品质至关重要。水稻花器官的发育除了受“ABCDE”模型调控,还受到植物激素生长素的影响。但是目前生长素调控花器官发育的机制还不太清楚。本研究从一个T-DNA插入突变体库中筛选到一个花器官发育突变体osarf19,表现为颖壳发育异常和株高增加。通过对OsARF19的分子鉴定和功能分析,为进一步揭示生长素调控花器官发育分子机制和株型改良提供了有力证据。主要结果如下:1.对一个花器官发育异常的T-DNA插入突变体进行插入位点鉴定,发现T-DNA插在水稻生长素响应因子OsARF19上,导致OsARF19转录受到抑制。因此该突变体是OsARF19功能缺失突变体,命名为osarf19。2.与野生型相比,osarf19的部分花器官发育异常,主要包括3种异常花器官:多稃型、不闭型和退化型,且花器官异常导致osarf19小穗育性不同程度降低。此外,osarf1...

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
缩略语
第一部分 水稻花器官调控基因OsARF19的分子鉴定和功能分析
    第一章 文献综述
        1 水稻花器官的发育研究进展
            1.1 水稻花的组织结构
            1.2 水稻与拟南芥花结构的比较
            1.3 水稻开花时间的调控
            1.4 水稻生殖发育的研究概况
        2 生长素响应因子家族研究概述
            2.1 生长素在植物细胞内的合成、代谢、运输和信号转导
            2.2 ARFs对植物发育的影响
        3 本研究的目的和意义
    第二章 水稻花器官调控基因OsARF19的分子鉴定和功能分析
        1 材料和方法
            1.1 材料来源
            1.2 突变体T-DNA插入位点的鉴定
            1.3 遗传分析群体的构建
            1.4 表型的观察
            1.5 DNA样品制备
            1.6 转基因干扰载体的构建
            1.7 农杆菌转化
            1.8 转基因阳性植株的鉴定
            1.9 水稻原生质体亚细胞定位
            1.10 转基因GUS载体构建和组织染色
            1.11 IAA处理试验
            1.12 RNA提取与qRT-PCR分析
        2 结果与分析
            2.1 突变体OsARF19突变位点的鉴定
            2.2 突变体OsARF19表型观察
            2.3 突变体OsARF19的遗传分析
            2.4 OsARF19-RNAi转基因功能验证
            2.5 OsARF19功能缺失导致细胞伸长
            2.6 OsARF19的表达模式
            2.7 OsARF19参与对花器官发育的调控
        3 讨论
    第三章 小结
        1 结论
            1.1 OsARF19是一个功能缺失突变体
            1.2 OsARF19表现不正常的花器官和株型
            1.3 OsARF19基因的突变导致花器官和株型变化
            1.4 突变体细胞伸长导致株高变高
            1.5 OsARF19具有组织和时期特异的表达模式
            1.6 OsARF19突变导致内源生长素响应和花器官调控基因表达变化
        2 本研究的创新之处
        参考文献
第二部分 水稻粒型基因DSS的图位克隆和功能分析
    第一章 文献综述
        1 水稻粒型发育概况
            1.1 水稻粒型相关QTLs的鉴定和克隆
            1.2 水稻籽粒大小调控的分子机制
        2 水稻泛素连接酶(E3)研究概况
            2.1 泛素-蛋白酶体系统
            2.2 植物E3泛素连接酶分类
            2.3 水稻RING指E3泛素连接酶基因的克隆
        3 本研究目的和意义
    第二章 水稻粒型基因DSS的图位克隆及功能分析
        1 材料和方法
            1.1 材料来源
            1.2 遗传分析及定位群体的构建
            1.3 表型的观察
            1.4 DNA样品制备
            1.5 分子标记开发与检测
            1.6 基因定位和候选基因预测
            1.7 转基因干扰载体的构建
            1.8 转基因过表达载体的构建
            1.9 转基因GUS载体构建和组织染色
            1.10 农杆菌转化
            1.11 转基因阳性植株的鉴定
            1.12 水稻原生质体亚细胞定位
            1.13 系统进化分析
            1.14 体外泛素化试验
            1.15 总RNA提取与qRT-PCR分析
        2 结果与分析
            2.1 突变体dss表型考察
            2.2 突变体dss细胞学观察
            2.3 基因DSS的图位克隆
            2.4 抑制ORF13导致水稻籽粒变小
            2.5 过表达ORF13可以使dss的籽粒增大
            2.6 DSS的蛋白序列和进化树分析
            2.7 DSS的表达模式和亚细胞定位
            2.8 对粒型调控因子的qRT-PCR分析
        3 讨论
            3.1 ORF13突变导致水稻籽粒变小
            3.2 DSS是一个内质网定位的E3泛素连接酶
            3.3 DSS参与水稻籽粒调控的分子网络
    第三章 小结
        1 结论
            1.1 DSS基因突变使细胞数目减少,导致粒型变小
            1.2 DSS编码一个C3HC4类型的E3泛素连接酶
            1.3 DSS是一个定位于内质网的蛋白
            1.4 DSS参与水稻籽粒调控的分子网络
        2 本研究的创新之处
        参考文献
附录
在读期间发表论文
致谢



本文编号：3830851