水稻低温条件下叶绿体发育必需基因TSV2的克隆与功能分析

发布时间：2021-07-07 22:39

　　叶绿体是绿色植物进行光合作用的半自主性细胞器,它的正常合成需要相关核基因和质基因共同调控。当其中某个基因发生突变时,可能会影响叶绿体的正常发育和光合色素的正常合成,从而引起叶色异常,甚至导致植株死亡。其中低温胁迫是影响水稻生长的一种主要的非生物胁迫,水稻在低温环境下会产生一系列的生理及代谢异常。特别在幼苗发育阶段,低温会降低发芽率以及延缓叶片的形成与转绿等。本研究通过对粳稻品种嘉花1号⁶⁰Coγ射线诱变处理,筛选获得一个低温敏感白化突变体tsv2,对其进行生理性状分析、图位克隆、敲除互补验证、亚细胞定位、生物信息学分析以及相关功能分析,得出以下结论:1.在20℃低温环境下,突变体tsv2苗期呈现白化表型,叶绿体结构异常,最终在4叶期后死亡。随着环境温度的升高,叶片颜色逐渐恢复,突变体叶色的变化与叶绿素（Chl）含量和叶绿体发育相对应。当32℃时,突变体的叶片颜色恢复成正常绿色。2.培矮64S与tsv2杂交产生的F₂代群体遗传分析结果表明该性状是受单个的隐性核基因TSV2控制。通过两个群体（培矮64S/tsv2,93-11/tsv2）的图位克隆... 

【文章来源】：上海师范大学上海市

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

野生型WT和突变体tsv2在不同温度环境下的表型

图 3-2 野生型 WT 和突变体 tsv2 在不同温度环境下的光合色素含量3.3 叶绿体亚显微结构观察水稻叶片颜色的改变通常还伴随着叶绿体的发育异常。为了验证这一观点，

在 20℃和 32℃环境下的 WT 细胞（图3-3）含有具有良好组织的层状结构的正常叶绿体，并且存在有正常堆积的类囊体。 相比之下突变体 tsv2 在 20℃环境下的绝大多数细胞只含较少量的叶绿体，并且严重空泡化和缺乏有组织的基粒。而在 32℃环境下的突变体 tsv2 细胞与野生型细胞没有明显的差异。由此证明，低温胁迫会导致突变体 tsv2 的叶绿体异常与光合色素的积累减少，从而产生叶色突变表型；高温环境下突变体 tsv2 的叶绿体发育与光合色素的积累没有受到显著影响，叶片呈现绿色表型。又一次表

【参考文献】：
期刊论文
[1]植物耐受低温胁迫研究进展[J]. 赵慧,赵一博,郭江波,辛翠花.  种子. 2017(05)
[2]植物应答低温胁迫的转录调控网络研究进展[J]. 刘辉,李德军,邓治.  中国农业科学. 2014(18)
[3]水稻幼苗叶色温敏感突变体的鉴定及其基因定位[J]. 江少华,周华,林冬枝,董彦君,叶胜海,张小明.  中国水稻科学. 2013(04)
[4]外源甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗叶绿体抗氧化酶及psbA基因表达的调节[J]. 侯鹏飞,马俊青,赵鹏飞,张欢玲,赵会杰,刘华山,赵一丹,汪月霞.  作物学报. 2013(07)
[5]光敏色素B正调控水稻叶绿素合成和叶绿体的发育[J]. 赵杰,周晋军,顾建伟,钱凤芹,谢先芝.  中国水稻科学. 2012(06)
[6]叶绿体基因编码蛋白质在水稻叶片生长过程中的表达研究[J]. 兰金苹,李莉云,贾霖,曹英豪,白辉,陈浩,刘胜南,吴琳,刘国振.  生物化学与生物物理进展. 2011(07)
[7]水稻叶片叶绿体发育分子机制的研究进展[J]. 赵剑,吴军,林冬枝,董彦君.  安徽农业科学. 2011(07)
[8]谷氨酰tRNA合成酶转基因拟南芥的生长特性分析[J]. 祝欣,何菡,姜维嘉,王健美,李旭锋,杨毅.  四川大学学报(自然科学版). 2009(03)
[9]低温胁迫对水稻幼苗抗冷性的影响[J]. 王晨光,王希,苍晶,杨丽娟.  东北农业大学学报. 2004(02)
[10]氨酰tRNA合成酶的分子网络和功能[J]. 贾捷,金由辛.  生物化学与生物物理进展. 2004(04)

博士论文
[1]水稻黄绿叶基因ygl1的图位克隆及功能分析[D]. 吴自明.南京农业大学 2007

硕士论文
[1]植物中氨酰tRNA合成酶及相应tRNA的统计分析[D]. 张玉玉.中国科学院北京基因组研究所 2013



本文编号：3270498