极重穗相关基因EHP1R的筛选及功能验证

发布时间：2020-06-22 03:27

【摘要】：水稻穗粒数是决定产量的关键要素之一。野生稻与栽培稻相比,穗粒数明显较多。因此,鉴定野生稻中穗粒数相关基因,对阐明水稻穗粒数形成的分子机理具有重要的意义。本研究前期利用野生稻为供体亲本,栽培稻93-11为受体亲本,经远缘杂交、胚拯救培养、以及多代回交选择,获得主穗粒数为700的稳定株系(巨穗1号)。本实验以巨穗1号与栽培稻93-11为研究材料,通过RNA-seq转录组测序的方法,筛选调控穗粒数的相关基因related to extra-heavy panicle 1(EHP1R),并对其进行克隆及功能验证。结果如下:(1)转录组测序结果分析:巨穗1号与栽培稻93-11相比有2532个基因表达上调,1245个基因表达下调;对差异基因进行GO富集、Pathway富集和KEGG代谢途径分析,发现在光合通路以及光合作用的信号转导途径显著性富集。通过PlantGSEA对上调和下调表达基因富集分析,发现有10个基因显著富集于光合通路;这10个基因的qPCR验证表明,其中9个基因的表达量均高于栽培稻93-11。(2)巨穗1号和栽培稻93-11进行光合特性分析:巨穗1号的净光合速率、SPAD值、叶绿素荧光参数以及叶片形态相关性状均显著高于栽培稻93-11。巨穗1号的胞间CO_2浓度低于栽培稻93-11,气孔导度、蒸腾速率两者之间没有显著差异。巨穗1号的干重鲜重在孕穗期、抽穗期均显著高于栽培稻93-11,灌浆期两者无显著性差异。穗粒数与叶片形态相关性状具有显著相关性。(3)对EHP1R基因的克隆及功能验证:克隆获得巨穗1号与栽培稻93-11中的EHP1R cDNA序列,两者序列有7个碱基突变,其中2个突变导致氨基酸序列改变;成功构建EHP1R的CRISPR/Cas9基因编辑载体并遗传转化巨穗1号;成功构建EHP1R超表达载体并遗传转化栽培稻93-11;成功构建EHP1R-pro::GUS融合载体并遗传转化巨穗1号;成功构建35S::EHP1R:eGFP载体,注射烟草表皮细胞,通过激光共聚焦显微镜观察显示EHP1R蛋白分布在烟草表皮叶绿体中。
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S511;Q943.2
【图文】：

图 1.1 GO 富集分析条目图Fig. 1.1 GO enrichment analysis item map注：横坐标表是显著性检验的负 loge值；纵坐标是前 30 个富集到 GO term；不同颜色用来别生物学途径、细胞组分、分子功能。

图 1.2 KEGG 分类中差异基因富集情况Fig. 1.2 Differential gene enrichment in KEGG classification对 Pathway 显著性富集到的基因进行超几何检验，假设检验得到 p 值，并用 BH方法对 p 值进行校正得到 Corrected P 值（q 值），根据 p 值（或 q 值）找出显著富集

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本文编号：2725114