二穗短柄草BdWAR1在生长素与脱落酸信号途径中的功能研究
发布时间：2022-02-12 03:52
生长素和脱落酸是两种非常重要的植物激素,它们之间既相互独立又协调地调控植物种子萌发、营养生长、种子成熟和休眠等生长发育与环境胁迫的各个过程。当植物体内生长素增多时,AUX/IAAs被生长素受体SCFTIR1/AFBs泛素化,随后被26S蛋白酶体降解,从而释放ARFs,并进一步调控下游生长素相关基因的表达。脱落酸的主要功能是抑制生长和调节植物对胁迫的响应。当植物体内ABA水平升高后,PP2Cs的磷酸酶活性被降低,SnRK2s磷酸激酶活性升高,从而激活下游转录因子ABI3,ABI5等ABA相关蛋白的表达。近年来,生长素和脱落酸两个信号途径的交互作用逐渐成为发育生物学的研究热点。而在ABA和生长素信号转导过程中,特别是信号被受体接受后和下游转录因子被激活之前有没有交互作用,目前为止研究甚少。本研究的目的旨在禾本科中寻找新的互作方式来进一步研究ABA与生长素协同调控植物发育的复杂性。我们通过对二穗短柄草突变体库的筛选得到一株对生长素弱敏感的突变体由此展开实验研究,得到结果如下:（1）通过对30株二穗短柄草T-DNA插入突变体的筛选,我们得到一株对生长素弱响应的突变体,并将...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二穗短柄草染色体与小麦染色体间的同源性比较
山东农业大学硕士学位论文7的染色体加倍大概在五六万年前，比上述作物分化时间要早，但比水稻晚（TheInternationalBrachypodiumInitinative,2010）。因此，与水稻相比，短柄草与谷类作物亲缘关系更为接近（如图1-2）。图1-2二穗短柄草与其他禾本科作物进化关系图（Opanowiczetal.,2008）Fig.1-2SchematicphylogeneticrelationshipofB.distachyontootherGramineae(Opanowiczetal.,2008)1.2.3二穗短柄草易遗传转化目前已经有很成熟的基于农杆菌转化二穗短柄草的方法（Bablaketal.,1995；Vogeletal.,2006；SogutmazandBudak,2018），农杆菌转化二穗短柄草约在22-31周就可以完成（如图1-3）。通常，愈伤组织是从发育不成熟的种子中分离出来的，转化成功率约为50%。使用基于农杆菌的转化方法，很多二穗短柄草T-DNA插入的突变体文库已生成，例如BrachyTAG（JohnInnesCenter，Norwich，UK）包含约4,117个Bd21背景的T-DNA插入株系（Tholeetal.,2010），但目前无法访问。第二个可供用户访问的T-DNA文库由USDA和DOE-JGI共同建立，其中包含23,649个以Bd21为背景的T-DNA插入突变体（Braggetal.,2012）。二穗短柄草突变体库的构建是探讨单子叶植物生物学各类研究的宝贵资源。鉴于现在很多学术资源的开放性，且二穗短柄草适合谷类作物功能学遗传研究，使得该物种已经迅速成为各种作物性状研究的模型，包括但不限于细胞壁生物学、春化、进化生物学、根的发育、宿主-微生物/微生物群的相互作用，以及对非生物胁迫的反应等的研究。
二穗短柄草BdWAR1在生长素与脱落酸信号途径中的功能研究8图1-3农杆菌转化二穗短柄草概述(Braggetal.,2015)Fig.1-3OverviewoftheBrachypodiumAgrobacterium-basedtransformationpipeline(Braggetal.,2015)1.3二穗短柄草非生物胁迫研究植物非生物胁迫耐受机制的研究对农业非常重要，这也许可以使育种者开发出能够抵御气候变化和极端环境的优质农作物。二穗短柄草是研究影响主要谷物非生物胁迫反应的遗传学和基因组学的有用模型。如前文所述，二穗短柄草及其同类种属广泛生长在温带环境，因此为研究人员提供了利用这种遗传多样性研究适应当地气候和非生物胁迫因素的机会。由于对温带气候的适应性和常见的C3光合作用机制，二穗短柄草非生物胁迫响应也密切反映了小麦、大麦和黑麦的响应（DesMaraisandJuenger,2016）。随着高通量表型成像技术的发展，在过去十年中，与胁迫相关的复杂性状的筛选工作日趋成熟（Fahlgrenetal.,2015）。最近，科研工作者通过使用热成像技术筛选叶片温度的方法，鉴定出几种耐旱的野生型二穗短柄草株系（Ruízetal.,2016）。野生物种是从伊比利亚半岛的降雨和温度模式不同的地理区域收集的。与不适应干旱条件的株系相比，适应干旱的基因型在干旱胁迫下具有较高的叶片温度，这与气孔关闭增加和蒸散量降低相一致（Jones,1999）。这些耐干旱以及干旱敏感株系的进一步分子和遗传特征的研究无疑将有助于解释其潜在机制。在四类非生物胁迫中，包括热、高盐、干旱和寒冷胁迫，二穗短柄草株系经过不同的非生物胁迫处理后表现出不同的转录组的变化（Priestetal.,2014）。基因共表达网络
【参考文献】：
期刊论文
[1]脱落酸通过影响生长素合成及分布抑制拟南芥主根伸长[J]. 袁冰剑,张森磊,曹萌萌,王志娟,李霞. 中国生态农业学报. 2014(11)
[2]Abscisic Acid Receptors:Past,Present and Future[J]. David J.Weston. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(06)
[3]Auxin distribution and transport during embryogenesis and seed germi-nation of Arabidopsis[J]. NI DI AN, LING JIAN WANG, CHUN HONG DING, ZHI HONG XU, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032, China College of Bioscience, East China Normal University, Shangha. Cell Research. 2001(04)
本文编号：3621211
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二穗短柄草染色体与小麦染色体间的同源性比较
山东农业大学硕士学位论文7的染色体加倍大概在五六万年前，比上述作物分化时间要早，但比水稻晚（TheInternationalBrachypodiumInitinative,2010）。因此，与水稻相比，短柄草与谷类作物亲缘关系更为接近（如图1-2）。图1-2二穗短柄草与其他禾本科作物进化关系图（Opanowiczetal.,2008）Fig.1-2SchematicphylogeneticrelationshipofB.distachyontootherGramineae(Opanowiczetal.,2008)1.2.3二穗短柄草易遗传转化目前已经有很成熟的基于农杆菌转化二穗短柄草的方法（Bablaketal.,1995；Vogeletal.,2006；SogutmazandBudak,2018），农杆菌转化二穗短柄草约在22-31周就可以完成（如图1-3）。通常，愈伤组织是从发育不成熟的种子中分离出来的，转化成功率约为50%。使用基于农杆菌的转化方法，很多二穗短柄草T-DNA插入的突变体文库已生成，例如BrachyTAG（JohnInnesCenter，Norwich，UK）包含约4,117个Bd21背景的T-DNA插入株系（Tholeetal.,2010），但目前无法访问。第二个可供用户访问的T-DNA文库由USDA和DOE-JGI共同建立，其中包含23,649个以Bd21为背景的T-DNA插入突变体（Braggetal.,2012）。二穗短柄草突变体库的构建是探讨单子叶植物生物学各类研究的宝贵资源。鉴于现在很多学术资源的开放性，且二穗短柄草适合谷类作物功能学遗传研究，使得该物种已经迅速成为各种作物性状研究的模型，包括但不限于细胞壁生物学、春化、进化生物学、根的发育、宿主-微生物/微生物群的相互作用，以及对非生物胁迫的反应等的研究。
二穗短柄草BdWAR1在生长素与脱落酸信号途径中的功能研究8图1-3农杆菌转化二穗短柄草概述(Braggetal.,2015)Fig.1-3OverviewoftheBrachypodiumAgrobacterium-basedtransformationpipeline(Braggetal.,2015)1.3二穗短柄草非生物胁迫研究植物非生物胁迫耐受机制的研究对农业非常重要，这也许可以使育种者开发出能够抵御气候变化和极端环境的优质农作物。二穗短柄草是研究影响主要谷物非生物胁迫反应的遗传学和基因组学的有用模型。如前文所述，二穗短柄草及其同类种属广泛生长在温带环境，因此为研究人员提供了利用这种遗传多样性研究适应当地气候和非生物胁迫因素的机会。由于对温带气候的适应性和常见的C3光合作用机制，二穗短柄草非生物胁迫响应也密切反映了小麦、大麦和黑麦的响应（DesMaraisandJuenger,2016）。随着高通量表型成像技术的发展，在过去十年中，与胁迫相关的复杂性状的筛选工作日趋成熟（Fahlgrenetal.,2015）。最近，科研工作者通过使用热成像技术筛选叶片温度的方法，鉴定出几种耐旱的野生型二穗短柄草株系（Ruízetal.,2016）。野生物种是从伊比利亚半岛的降雨和温度模式不同的地理区域收集的。与不适应干旱条件的株系相比，适应干旱的基因型在干旱胁迫下具有较高的叶片温度，这与气孔关闭增加和蒸散量降低相一致（Jones,1999）。这些耐干旱以及干旱敏感株系的进一步分子和遗传特征的研究无疑将有助于解释其潜在机制。在四类非生物胁迫中，包括热、高盐、干旱和寒冷胁迫，二穗短柄草株系经过不同的非生物胁迫处理后表现出不同的转录组的变化（Priestetal.,2014）。基因共表达网络
【参考文献】：
期刊论文
[1]脱落酸通过影响生长素合成及分布抑制拟南芥主根伸长[J]. 袁冰剑,张森磊,曹萌萌,王志娟,李霞. 中国生态农业学报. 2014(11)
[2]Abscisic Acid Receptors:Past,Present and Future[J]. David J.Weston. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(06)
[3]Auxin distribution and transport during embryogenesis and seed germi-nation of Arabidopsis[J]. NI DI AN, LING JIAN WANG, CHUN HONG DING, ZHI HONG XU, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032, China College of Bioscience, East China Normal University, Shangha. Cell Research. 2001(04)
本文编号：3621211
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