拟南芥GSK3家族成员AtSK11和AtSK12在轻度渗透胁迫下调控根伸长机制的研究
发布时间：2024-06-03 23:08
渗透胁迫是影响植物生长和作物生产的主要因素之一。尽管多数渗透胁迫会危害植物的生长,然而,一定程度的干旱和PEG模拟的轻度渗透胁迫能够促进植物的根生长。但是,轻度渗透胁迫促进植物根生长的机制还不清楚。研究植物对轻度渗透胁迫的响应机制,可以为创制逆境适应性增强的作物、指导植物节水灌溉和促进农业发展提供重要理论参考。糖原合成酶激酶(Glycogen synthase kinase 3,GSK3)是一类在真核生物中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(Ser/Thr Protein Kinase,Ser/Thr PK),广泛参与多种发育过程的调控。在植物中,GSK3s既作为激素油菜素甾醇(Brassinolides,BRs)信号传导通路的核心负调控元件,也调控胁迫响应激素脱落酸(Abscisic acid,ABA)信号通路。已有研究报道过表达或缺失GSK3s家族成员能够影响植物对渗透胁迫的响应,但是具体调控机制仍未阐明。本研究以拟南芥中GSK3家族成员为对象,挖掘其在轻度渗透胁迫调控植物根生长过程中的功能,得到如下结果:由于根尖是植物感受土壤水势的重要部位,本研究首先通过对GSK3家族10个成员进...
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
1 前言
1.1 渗透胁迫
1.1.1 植物渗透胁迫响应的机制
1.1.2 根系在渗透胁迫响应中的作用
1.1.3 适当的渗透胁迫促进植物根的生长
1.2 GSK3s在动物和植物中的功能研究
1.2.1 GSK3s在动物中的功能研究
1.2.2 GSK3s在植物中的功能研究
1.3 GSK3s调控植物对盐胁迫和渗透胁迫的响应
1.4 本研究的目的与意义
2 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 载体材料
2.1.2 植物材料
2.1.3 实验菌株
2.1.4 实验试剂
2.1.5 实验抗生素
2.1.6 实验抗体
2.1.7 实验仪器
2.1.8 数据分析及图像处理软件
2.2 实验方法
2.2.1 植物材料培养,杂交,转化
2.2.2 渗透胁迫处理及水势测定
2.2.3 载体构建
2.2.4 GUS染色
2.2.5 植物总RNA提取与qRT-PCR
2.2.6 植物总DNA提取
2.2.7 RNA-seq样品准备和数据分析
2.2.8 启动子Motif富集分析
2.2.9 蛋白互作
2.2.10 体外激酶反应
2.2.11 磷酸化质谱鉴定磷酸化位点
2.2.12 双荧光实验(Dual-luc assay)
2.2.13 ChIP qRT-PCR实验
2.2.14 显微镜观察
3 结果与分析
3.1 AtSK11和AtSK12 调节拟南芥根生长发育
3.1.1 AtSK11、AtSK12和AtSK13 的组织定位
3.1.2 AtSK11、AtSK12与AtSK13 的单突变体和多突变体的生长表型
3.1.3 AtSK11和AtSK12 促进拟南芥根尖细胞分裂和根毛形成
3.2 AtSK11和AtSK12 调控植物对渗透胁迫的响应
3.2.1 AtSK11和AtSK12 抑制轻度渗透胁迫促进根生长的过程
3.2.2 轻度渗透胁迫下AtSK11和AtSK12 的蛋白丰度和定位变化
3.2.3 鉴定AtSK11和AtSK12 调控的轻度渗透胁迫响应基因
3.2.4 轻度渗透胁迫响应基因的突变体水势表型分析
3.2.5 AtSK11、AtSK12和AtSK13 与转录因子LRL2 互作
3.2.6 LRL2调控根的生长并抑制下游轻度渗透胁迫响应基因的表达
3.2.7 LRL2抑制下游基因的启动子活性
3.2.8 AtSK11、AtSK12和AtSK13 磷酸化LRL2
3.2.9 AtSK11和AtSK12 抑制LRL2 对下游基因的抑制
3.2.10 AtSK12对LRL2 的蛋白定位影响
3.2.11 LRL2 在遗传上位于AtSK11和AtSK12 的下游
4 讨论
4.1 GSK3s成员AtSK11和AtSK12 通过促进根尖细胞分裂调控根生长
4.2 AtSK11和AtSK12 作为负调控因子参与轻度渗透胁迫促进根生长的过程
4.3 AtSK11和AtSK12 通过调节细胞壁稳态介导渗透胁迫下根生长的调控
4.4 本研究初步建立GSK3s-LRL2-细胞壁相关蛋白信号通路,介导轻度渗透胁迫下根生长的调控
4.5 结论
4.6 展望
5 参考文献
附录
附录 Ⅰ:本实验中用到的引物序列
附录 Ⅱ:本实验中用到缓冲液配方
附录 Ⅲ:在读期间发表论文
致谢
本文编号：3988525
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
1 前言
1.1 渗透胁迫
1.1.1 植物渗透胁迫响应的机制
1.1.2 根系在渗透胁迫响应中的作用
1.1.3 适当的渗透胁迫促进植物根的生长
1.2 GSK3s在动物和植物中的功能研究
1.2.1 GSK3s在动物中的功能研究
1.2.2 GSK3s在植物中的功能研究
1.3 GSK3s调控植物对盐胁迫和渗透胁迫的响应
1.4 本研究的目的与意义
2 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 载体材料
2.1.2 植物材料
2.1.3 实验菌株
2.1.4 实验试剂
2.1.5 实验抗生素
2.1.6 实验抗体
2.1.7 实验仪器
2.1.8 数据分析及图像处理软件
2.2 实验方法
2.2.1 植物材料培养,杂交,转化
2.2.2 渗透胁迫处理及水势测定
2.2.3 载体构建
2.2.4 GUS染色
2.2.5 植物总RNA提取与qRT-PCR
2.2.6 植物总DNA提取
2.2.7 RNA-seq样品准备和数据分析
2.2.8 启动子Motif富集分析
2.2.9 蛋白互作
2.2.10 体外激酶反应
2.2.11 磷酸化质谱鉴定磷酸化位点
2.2.12 双荧光实验(Dual-luc assay)
2.2.13 ChIP qRT-PCR实验
2.2.14 显微镜观察
3 结果与分析
3.1 AtSK11和AtSK12 调节拟南芥根生长发育
3.1.1 AtSK11、AtSK12和AtSK13 的组织定位
3.1.2 AtSK11、AtSK12与AtSK13 的单突变体和多突变体的生长表型
3.1.3 AtSK11和AtSK12 促进拟南芥根尖细胞分裂和根毛形成
3.2 AtSK11和AtSK12 调控植物对渗透胁迫的响应
3.2.1 AtSK11和AtSK12 抑制轻度渗透胁迫促进根生长的过程
3.2.2 轻度渗透胁迫下AtSK11和AtSK12 的蛋白丰度和定位变化
3.2.3 鉴定AtSK11和AtSK12 调控的轻度渗透胁迫响应基因
3.2.4 轻度渗透胁迫响应基因的突变体水势表型分析
3.2.5 AtSK11、AtSK12和AtSK13 与转录因子LRL2 互作
3.2.6 LRL2调控根的生长并抑制下游轻度渗透胁迫响应基因的表达
3.2.7 LRL2抑制下游基因的启动子活性
3.2.8 AtSK11、AtSK12和AtSK13 磷酸化LRL2
3.2.9 AtSK11和AtSK12 抑制LRL2 对下游基因的抑制
3.2.10 AtSK12对LRL2 的蛋白定位影响
3.2.11 LRL2 在遗传上位于AtSK11和AtSK12 的下游
4 讨论
4.1 GSK3s成员AtSK11和AtSK12 通过促进根尖细胞分裂调控根生长
4.2 AtSK11和AtSK12 作为负调控因子参与轻度渗透胁迫促进根生长的过程
4.3 AtSK11和AtSK12 通过调节细胞壁稳态介导渗透胁迫下根生长的调控
4.4 本研究初步建立GSK3s-LRL2-细胞壁相关蛋白信号通路,介导轻度渗透胁迫下根生长的调控
4.5 结论
4.6 展望
5 参考文献
附录
附录 Ⅰ:本实验中用到的引物序列
附录 Ⅱ:本实验中用到缓冲液配方
附录 Ⅲ:在读期间发表论文
致谢
本文编号：3988525
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3988525.html
