拟南芥WRKY6和PHO1参与ABA调控种子萌发和早期幼苗生长过程的分子机制

发布时间：2017-12-11 14:08

  本文关键词：拟南芥WRKY6和PHO1参与ABA调控种子萌发和早期幼苗生长过程的分子机制

  更多相关文章： WRKY6 PHO1 ABI5 种子萌发 转录调控

【摘要】：种子萌发是植物的重要生理过程,决定着植物的繁衍和生存,直接影响作物的产量。因此,研究种子萌发的分子机制具有重要的理论和实际意义。植物激素脱落酸(ABA)在种子萌发和早期幼苗生长过程中起重要作用,本论文工作主要探讨拟南芥WRKY6和PHO1参与ABA介导的种子萌发和早期幼苗生长的分子调控机制。在种子萌发过程中,WRKY6的表达显著降低,外施ABA时,WRKY6表达上调。在含有外源ABA的培养基上萌发生长时,wrky6突变体对外源ABA不敏感,萌发快于野生型；WRKY6过量表达株系则对ABA超敏感,萌发慢于野生型。对转录因子WRKY6的下游靶基因进行筛选的结果发现,wrky6突变体中转录因子RAV1的表达升高,而RAV1的负调控靶基因ABI3、 ABI4和ABl5表达降低；WRKY6过量表达株系中RAVl的表达降低,ABIs的表达升高。EMSA和ChIP实验结果显示,WRKY6在植物体外和体内均能结合RAV1启动子。以上实验结果证明,转录因子WRKY6直接负调控RAV1的表达。进一步的实验结果表明,在WRKY6过量表达株系中过量表达RAV1能够消除WRKY6过量表达株系的ABA敏感表型；而ravl wrky6双突变体在种子萌发和早期幼苗生长阶段对ABA超敏感,与ravl单突变体表型相似,证明了RAV1是WRKY6调控种子萌发和早期幼苗生长的关键下游靶基因。综合以上实验结果,转录因子WRKY6通过直接结合RAV1启动子,抑制RAV1的表达,进而调控ABA介导的种子萌发和早期幼苗生长过程。在研究中同时还发现,在种子萌发过程中,PHO1的表达升高,外源ABA显著抑制PHO1表达,3个pho1突变体在种子萌发阶段都对外源ABA超敏感,暗示PHO1参与ABA介导的种子萌发调控。启动子序列分析发现,PHO1启动子具有转录因子ABl5的结合元件ACGT。qRT-PCR结果显示,ABl5过量表达株系中PHO1表达被抑制；外源ABA处理的abi5突变体中,PHO1表达较野生型显著升高；EMSA和ChIP实验证明ABl5在植物体外和体内均能够结合PHO1启动子,说明转录因子ABl5直接负调控PHO1的表达。进一步的遗传分析显示,在abi5突变体中敲除PHO1(abi5 phol)能消除abi5突变体的ABA不敏感表型,说明ABl5主要通过调控PHO1表达来调控种子萌发。外源ABA处理时,pho1突变体较野生型积累更多的ROS, abi5突变体的ROS含量略低于野生型。抗氧化物还原性谷胱甘肽GSH能恢复pho1突变体在种子萌发过程中的ABA超敏感表型,暗示PHO1可能通过ROS途径参与种子萌发过程。以上实验结果证明,PHO1是ABl5的重要下游靶基因,在ABA抑制种子萌发和幼苗早期生长信号过程中起负调控作用。本论文工作建立了ABA调控种子萌发和幼苗生长的WRKY6-RAV1-ABI5-PHO1信号通路，，对认识ABA调控种子萌发和幼苗生长的分子机制有重要意义。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q943.2

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李娜;;WRKY耐逆研究进展[J];安徽农业科学;2010年13期

2 ;PKS5,a SNF1-related kinase,interacts with and phosphorylates NPR1,and modulates expression of WRKY38 and WRKY62[J];遗传学报;2010年06期

3 郝林,徐昕;植物转录因子WRKY家族的结构及功能[J];植物生理学通讯;2004年02期

4 仇玉萍,荆邵娟,付坚,李璐,余迪求;13个水稻WRKY基因的克隆及其表达谱分析[J];科学通报;2004年18期

5 李蕾,谢丙炎,戴小枫,杨宇红;WRKY转录因子及其在植物防御反应中的作用[J];分子植物育种;2005年03期

6 ;Leucine zipper like structure in rice WRKY89 enhances its affinity for binding with W box elements[J];Chinese Science Bulletin;2005年10期

7 王海华,郝中娜,谢科,吴坤陆,郭泽建;水稻WRKY89中的亮氨酸拉链结构增强蛋白与W盒元件的相互作用[J];科学通报;2005年10期

8 高国庆,储成才,刘小强,李杨瑞;植物WRKY转录因子家族研究进展[J];植物学通报;2005年01期

9 刘戈宇;胡鸢雷;祝建波;;植物WRKY蛋白家族的结构及其功能[J];生命的化学;2006年03期

10 ;Transcription Factor WRKY70 Displays Important but No Indispensable Roles in Jasmonate and Salicylic Acid Signaling[J];Journal of Integrative Plant Biology;2008年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 郝俊杰;王海华;陈旭君;郝中娜;郭泽建;;水稻WRKY89参与水稻对紫外B的耐受性[A];中国植物病理学会2006年学术年会论文集[C];2006年

2 孙清鹏;王丽芳;于涌鲲;万善霞;郝玉兰;;番茄WRKY基因的克隆[A];中国植物病理学会2009年学术年会论文集[C];2009年

3 梁姗姗;于涌鲲;王丽芳;赵福宽;杜希华;孙清鹏;;茉莉酸诱导的番茄WRKY克隆[A];中国植物生理学会第十次会员代表大会暨全国学术年会论文摘要汇编[C];2009年

4 陈益芳;徐谦;王慧;武维华;;拟南芥WRKY转录因子在植物响应低磷胁迫中的功能分析[A];中国植物学会植物细胞生物学2010年学术年会论文摘要汇编[C];2010年

5 ;Increased Expression of Rice WRKY30 Gene Enhances Resistance to Sheath Blight and Blast Fungi in Rice[A];中国植物病理学会2011年学术年会论文集[C];2011年

6 王晨;刘磊;姚凝聪;谭翼;马会;王夏天;何光源;杨广笑;;小麦WRKY基因的克隆、表达分析及其遗传转化[A];中国的遗传学研究——遗传学进步推动中国西部经济与社会发展——2011年中国遗传学会大会论文摘要汇编[C];2011年

7 ;A group of conserved SPTT domain containing WRKY transcription factors are potential substrates of MAP kinases in plants[A];第六届中国植物逆境生理学与分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2010年

8 余迪求;陈利钢;胡彦如;;拟南芥WRKY8调控植物多种逆境信号通路[A];中国遗传学会第九次全国会员代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编（2009-2013）[C];2013年

9 邹长松;江文波;余迪求;;拟南芥雄配子特异表达的WRKY34基因负调控成熟花粉抗冷性[A];中国的遗传学研究——遗传学进步推动中国西部经济与社会发展——2011年中国遗传学会大会论文摘要汇编[C];2011年

10 REN Yujun;JIANG Jingjing;ZHAO Ziwei;HUANG Dongmei;MIAO Ying;;The single-stranded DNA binding protein WHIRLY1 represses WRKY53 expression and delays leaf senescence in a developmental stage-dependent manner in Arabidopsis thaliana[A];2013全国植物生物学大会论文集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘飞;大麦草酸氧化酶与WRKY转录因子参与调控核盘菌抗性的分子机理[D];华中农业大学;2015年

2 刘秀芳;棉花GhWRKY25基因的克隆及功能分析[D];山东农业大学;2015年

3 王敏;葡萄WRKY和VQ基因家族的全基因组鉴定、表达分析及蛋白互作预测[D];南京农业大学;2014年

4 窦玲玲;棉花衰老相关WRKY基因的克隆与功能分析[D];西北农林科技大学;2016年

5 金晶;玉米逆境响应相关基因ZmUBP的功能鉴定与WRKY基因家族进化分析[D];安徽农业大学;2016年

6 黄芸;拟南芥WRKY6和PHO1参与ABA调控种子萌发和早期幼苗生长过程的分子机制[D];中国农业大学;2016年

7 谢科;水稻WRKY10基因的功能研究[D];浙江大学;2005年

8 沈怀舜;WRKY家族调控植物抗逆信号途径分子机制的初步研究[D];复旦大学;2007年

9 于延冲;拟南芥转录因子WRKY71对花和分枝发育的调控机制研究[D];山东大学;2011年

10 王慧;拟南芥WRKY45转录因子参与响应低磷胁迫的实验证据[D];中国农业大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 贾翠玲;葡萄WRKY基因超家族的进化分析[D];辽宁师范大学;2010年

2 王继颖;杨树应答盐胁迫WRKY基因的筛选及功能分析[D];东北林业大学;2015年

3 严俊;玉米转录因子ZmWRKY19基因的克隆及功能研究[D];西北农林科技大学;2015年

4 冯虎;刺葡萄0943抗白腐病WRKY调控因子功能分析[D];中国农业科学院;2015年

5 赵曾强;棉花GhWRKY44和GhWRKY22基因的克隆及功能初步分析[D];石河子大学;2015年

6 徐娅玲;烟草NtWRKY6基因的克隆与表达模式分析[D];四川农业大学;2014年

7 王文艳;水稻小粒突变体sg(t)的精细定位及WRKY转录因子OsWRKY36的初步研究[D];南京农业大学;2014年

8 乔恒波;中国野生毛葡萄转录因子WRKY3基因克隆与功能研究[D];西北农林科技大学;2016年

9 何乐;WRKY70与抗性相关转录因子的相互作用研究[D];湖南农业大学;2015年

10 谷彦冰;苹果两个WRKY转录因子的克隆和表达分析[D];中国农业科学院;2016年

本文编号：1278724