拟南芥RUS4基因在花药开裂和花粉发育中的功能分析
发布时间：2025-04-11 01:04
DUF647（Domain of Unknown Function 647,DUF647）蛋白家族是在真核生物,包括动物、植物和一些真菌中广泛存在的一个蛋白家族。在拟南芥中,编码DUF647蛋白的基因一共有6个,分别是RUS1（At3g45890）、RUS2（At2g31190）、RUS3（At1g13770）、RUS4（At2g23470）、RUS5（At5g01510）和RUS6（At5g49820）。然而,到目前为止,只有RUS1和RUS2的功能已有研究,它们共同参与根感知UV-B信号途径,其余4个RUS基因的功能未见报道。本论文以人工microRNA（artificial microRNA,amiRNA）特异沉默RUS4的转基因拟南芥（称为amiR-rus4）为材料,对RUS4基因在花药开裂和花粉发育中的作用进行了比较祥尽的研究,取得了以下结果:1、RUS4敲减导致花药不能开裂qPCR分析发现,RUS4在amiR-rus4花蕾中的表达量显著下降,RUS4的敲减导致育性大幅降低。相互杂交实验表明,amiR-rus4株系的雌蕊正常,雄蕊的发育存在缺陷。通过扫描电镜和半薄切片技术进一步...
【文章页数】：93 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 模式植物拟南芥
1.2 拟南芥RUS基因的研究进展
1.2.1 拟南芥RUS基因的发现
1.2.2 拟南芥RUS基因的功能
1.3 雄蕊发育
1.3.1 雄蕊特化
1.3.2 花药发育
1.3.3 花药开裂
1.4 花粉发育
1.4.1 小孢子发生
1.4.2 雄配子发生
1.5 花粉粒中主要的脂类结构与功能
1.5.1 孢粉素
1.5.2 花粉被
1.5.3 花粉细胞内油体
1.5.4 内膜系统
1.6 本研究的背景及意义
第二章 RUS4敲减导致花药不能开裂
2.1 实验材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 菌株和质粒
2.1.3 主要试剂
2.1.4 主要仪器
2.1.5 常用溶液和培养基配方
2.2 实验方法
2.2.1 拟南芥的种植
2.2.2 花药整体透明
2.2.3 花药的溴化乙锭和吖啶橙染色
2.2.4 扫描电镜
2.2.5 半薄切片
2.2.6 总RNA提取
2.2.7 反转录
2.2.8 荧光定量PCR
2.2.9 半定量PCR
2.2.10 35Spro:RUS4过表达载体的构建及转化拟南芥
2.2.11 转基因植株的筛选和鉴定
2.3 实验结果
2.3.1 表型分析
2.3.2 amiR-rus4雄蕊发育存在异常
2.3.3 amiR-rus4花药不能正常开裂
2.3.4 amiR-rus4花药的药室内壁缺少次生加厚
2.3.5 与药室内壁次生加厚相关基因在amiR-rus4花蕾中的表达降低
2.3.6 RUS4过表达可以互补amiR-rus4株系表型
2.3.7 RUS4过表达引起NST1和NST2不同程度的变化
2.3.8 RUS4过表达特异性地引起雄蕊次生加厚增强,但不会诱发其它组织的异位次生加厚
2.4 讨论
第三章 RUS4敲减影响花粉发育
3.1 实验材料
3.1.1 植物材料
3.1.2 主要试剂
3.1.3 主要仪器
3.1.4 常用溶液和培养基配方
3.2 实验方法
3.2.1 亚历山大染色
3.2.2 花粉体外萌发
3.2.3 苯胺蓝染色
3.2.4 花粉的DPBA和 Nile Red染色
3.2.5 扫描电镜
3.2.6 透射电镜
3.3 实验结果
3.3.1 amiR-rus4花粉活力下降
3.3.2 amiR-rus4 花粉萌发率降低,花粉管长度变短
3.3.3 amiR-rus4花粉严重变形
3.3.4 amiR-rus4花粉被的形成遭到破坏
3.4 讨论
第四章 RUS4表达模式
4.1 实验材料
4.1.1 植物材料
4.1.2 主要试剂
4.1.3 主要仪器
4.1.4 分离原生质体所用到的溶液
4.2 实验方法
4.2.1 拟南芥的种植
4.2.2 RNA提取及反转录
4.2.3 RUS4pro:GUS表达载体的构建及转化拟南芥
4.2.4 35Spro:RUS4-GFP过表达载体的构建及转化拟南芥
4.2.5 转基因植株的筛选和鉴定
4.2.6 GUS染色
4.2.7 原生质体的分离
4.3 实验结果
4.3.1 RUS4在不同组织中均有表达
4.3.2 RUS4在花药中高表达
4.3.3 RUS4在花粉外壁和花粉被中表达
4.3.4 RUS4定位在叶绿体
4.4 讨论
总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简介及联系方式
本文编号：4039263
【文章页数】：93 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 模式植物拟南芥
1.2 拟南芥RUS基因的研究进展
1.2.1 拟南芥RUS基因的发现
1.2.2 拟南芥RUS基因的功能
1.3 雄蕊发育
1.3.1 雄蕊特化
1.3.2 花药发育
1.3.3 花药开裂
1.4 花粉发育
1.4.1 小孢子发生
1.4.2 雄配子发生
1.5 花粉粒中主要的脂类结构与功能
1.5.1 孢粉素
1.5.2 花粉被
1.5.3 花粉细胞内油体
1.5.4 内膜系统
1.6 本研究的背景及意义
第二章 RUS4敲减导致花药不能开裂
2.1 实验材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 菌株和质粒
2.1.3 主要试剂
2.1.4 主要仪器
2.1.5 常用溶液和培养基配方
2.2 实验方法
2.2.1 拟南芥的种植
2.2.2 花药整体透明
2.2.3 花药的溴化乙锭和吖啶橙染色
2.2.4 扫描电镜
2.2.5 半薄切片
2.2.6 总RNA提取
2.2.7 反转录
2.2.8 荧光定量PCR
2.2.9 半定量PCR
2.2.10 35Spro:RUS4过表达载体的构建及转化拟南芥
2.2.11 转基因植株的筛选和鉴定
2.3 实验结果
2.3.1 表型分析
2.3.2 amiR-rus4雄蕊发育存在异常
2.3.3 amiR-rus4花药不能正常开裂
2.3.4 amiR-rus4花药的药室内壁缺少次生加厚
2.3.5 与药室内壁次生加厚相关基因在amiR-rus4花蕾中的表达降低
2.3.6 RUS4过表达可以互补amiR-rus4株系表型
2.3.7 RUS4过表达引起NST1和NST2不同程度的变化
2.3.8 RUS4过表达特异性地引起雄蕊次生加厚增强,但不会诱发其它组织的异位次生加厚
2.4 讨论
第三章 RUS4敲减影响花粉发育
3.1 实验材料
3.1.1 植物材料
3.1.2 主要试剂
3.1.3 主要仪器
3.1.4 常用溶液和培养基配方
3.2 实验方法
3.2.1 亚历山大染色
3.2.2 花粉体外萌发
3.2.3 苯胺蓝染色
3.2.4 花粉的DPBA和 Nile Red染色
3.2.5 扫描电镜
3.2.6 透射电镜
3.3 实验结果
3.3.1 amiR-rus4花粉活力下降
3.3.2 amiR-rus4 花粉萌发率降低,花粉管长度变短
3.3.3 amiR-rus4花粉严重变形
3.3.4 amiR-rus4花粉被的形成遭到破坏
3.4 讨论
第四章 RUS4表达模式
4.1 实验材料
4.1.1 植物材料
4.1.2 主要试剂
4.1.3 主要仪器
4.1.4 分离原生质体所用到的溶液
4.2 实验方法
4.2.1 拟南芥的种植
4.2.2 RNA提取及反转录
4.2.3 RUS4pro:GUS表达载体的构建及转化拟南芥
4.2.4 35Spro:RUS4-GFP过表达载体的构建及转化拟南芥
4.2.5 转基因植株的筛选和鉴定
4.2.6 GUS染色
4.2.7 原生质体的分离
4.3 实验结果
4.3.1 RUS4在不同组织中均有表达
4.3.2 RUS4在花药中高表达
4.3.3 RUS4在花粉外壁和花粉被中表达
4.3.4 RUS4定位在叶绿体
4.4 讨论
总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简介及联系方式
本文编号：4039263
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/4039263.html
