两个水稻油菜素内酯相关基因的图位克隆及功能分析
发布时间：2021-08-10 21:23
水稻株型与粒型对提高产量至关重要,一直为育种家所关注。甾醇类激素油菜素内酯（Brassinosteroid,BR）在调控水稻株型与粒型方面起着重要作用。研究表明,BR参与植物多个生长和发育过程的调控,如促进细胞的分裂与伸长、参与维管组织的发育、参与对光的响应、提高抗逆抗病反应等。目前BR相关突变体与转基因植株的研究表明,BR在提高水稻产量方面具有巨大的应用潜力。尽管人们已经鉴定和研究了很多BR合成与信号转导途径调控因子,但是对BR的合成与信号通路调控机制的了解还是有限的。为此,在水稻中,对BR合成与信号转导途径及其调控机制开展相关研究是十分必要的。本学位论文主要围绕两个BR相关突变体开展研究,第一部分为水稻BR不敏感基因DS1的图位克隆和功能分析,第二部分为水稻BR合成基因LHDD10的图位克隆和功能分析。第一部分:在本研究中,我们从南粳35辐射诱变突变库中分离和鉴定了一个表现出株高矮化、籽粒变小和叶片直立表型的突变体dwarf and small grain 1（ds1）。通过基因定位及功能分析,阐明了ds1表型的遗传机理与内在的分子调控机制。从细胞学水平和生理生化等方面对ds1进行...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２油菜素内酯类化合物的结构（ＦｕｊｉｏｋａａｎｄＹｏｋｏｔａ，?２００３；任鸿雁等，２０１５）??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｒａｓｓｉｎｏｓｔｅｒｏｉｄｓ?（ＢＲｓ）??１．２?ＢＲ合成途径研究进展??
?两个水稻油菜素内酯相关基因的图位克隆及功能分析???ＡｊＨＨＨＢ８Ｂ??翻??图１－４叶夹角测试与突变体Ｗａ２－２的表型（Ｐａｒｋｅｔａｌ．，２００６）??Ｆｉｇ．?１－４?Ｌａｍｉｎａ?ｂｅｎｄｉｎｇ?ａｓｓａｙ?ａｎｄ?ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｂｌａ２－２?ｍｕｔａｎｔ??１．２．６．２?ＡｔＣＹＰ７２Ｃｌ／ＳＯＢ７／ＣＨＩ２／ＳＨＫｌ?介导的油菜素内酯代谢??研宄者通过反向遗传学的手段，筛选到三个Ｊ／ＣＴＰ７２Ｃ７激活标签显性突变体??（ｃｈｉｂｉ２）＾?ｓｈｋｌ－Ｄ?（ｓｈｒｗｋｌ－Ｄ）＾Ｗｓｏｂ７?｛ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ?ｏｆ?ｐｈｙｂ－４７－Ｄ）?（Ｎａｋａｍｕｒａ?ｅｔ?ａｌ．，?２００５；??Ｔａｋａｈａｓｈｉ?ｅｔ?ａｌ．，?２００５；?Ｔｕｒｋ?ｅｔ?ａｌ．，２００５）。三个等位突变体ｃ／？／２、和７者Ｐ表现出??ＢＲ缺陷的表型。分子鉴定发现，在ｃ／？／２、厂Ｚ）和仍６７中，ＣａＭＶ３５Ｓ启动子的激活元??件插入到Ｊ／ＣＴＰ７２Ｃ７的启动子上，导ｇＵ／ＣＴＰ７２Ｃ：／表达上调，加快三个突变体ＢＲ分解??速率，植株内源ＢＲ含量减少，从而出现ＢＲ缺陷表型。通过氨基酸序列比对分析，研??宄者发现ＡｔＣＹＰ７２Ｃｌ与ＡｔＣＹＰ７３４Ａｌ氨基酸序列具有３６％的一致性。因此，研宄者推??测ＡｔＣＹＰ７２Ｃｌ可能具有类似的Ｃ－２６羟基化酶活性。进一步研究发现，相比野生型，ＢＬ、??栗甾酮以及Ｃ－６氧化途径中的ＢＲ中间产物含量在三突变体中显著降低（Ｎａｋａｍｕｒａ?ｅｔ?ａｌ．，??２００５；?Ｔａｋａｈａｓｈｉ?ｅｔ?ａｌ．，２００５；?Ｔｕｒｋ?ｅｔ?ａＬ，?２００５）。综合以上研宄结果表明ＡｔＣＹＰ７２Ｃ
者通过反向遗传学的手段克隆了一个编码ＬＲＲ激酶结构域??蛋白的粒型基因见４６＞，它与有３３％同源性（Ｊｉａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１２）。突变体ｘｋｏ表??现出矮化和叶直立的表型，细胞学观察显示；ｃ／ｗ细胞分裂速率降低，导致细胞数（１减??少，从而导致各组织器官变校ｘｋｏ突变体显示了组织特异性的ＢＲ增强响应，整株??水平上均显示出ＢＲ含量的降低（Ｊｉａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１２）。ＢＲ生物合成基因的过表达水稻种??子充实度和大小增加（Ｗｕｅｔａｌ．，２００８）。??ＧＵＭ??图１－７油菜素内酯相关突变体的水稻粒型表型??Ｆｉｇ．?１－７?Ｒｉｃｅ?ｇｒａｉｎ?ｓｈａｐｅ?ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ＢＲ－ｒｅｌａｔｅｄ?ｍｕｔａｎｔｓ??（Ｆｅｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１７；?Ｊｉａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１２；?Ｔｏｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２００５；?Ｗｕ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１６；?Ｈｏｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２００３?）??１．４．５?ＢＲｓ与植物的抗逆性??ＢＲ不仅调控植物细胞的分裂与伸长，种子发育，暗形态建成等生长发育过程，且??还参与植物的抗逆反应（Ｗｉｌｅｎ?ｅｔ?ａｌ．，１９９５；?Ｎａｋａｓｈｉｔａ?ｅｔ?ａｌ．，２００３；?Ｗａｎｇ?ｅｔ?ａ丨．，２００５；??Ｄｅｎｇ?ｅｔ?ａＬ，?２００９；?Ｘｉａ?ｅｔ?ａｌ．，２００９）。众所周知，油菜素内酯诱导可以增强烟草对ＴＭＶ??２１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]LAZY1通过油菜素内酯途径调控水稻叶夹角的发育[J]. 张晓琼,王晓雯,田维江,张孝波,孙莹,李杨羊,谢佳,何光华,桑贤春. 作物学报. 2017(12)
[2]油菜素内酯生物合成途径的研究进展[J]. 任鸿雁,王莉,马青秀,吴光. 植物学报. 2015(06)
[3]油菜素内酯生物合成和代谢研究进展[J]. 李辉,左钦月,涂升斌. 植物生理学报. 2015(11)
[4]油菜素内酯在植物生长发育中的作用机制研究进展[J]. 郑洁,王磊. 中国农业科技导报. 2014(01)
[5]水稻株高的遗传与育种研究进展[J]. 马玉银,王如平,李磊,左示敏,殷跃军,陈宗祥. 河南农业科学. 2008(11)
[6]油菜素内酯信号转导的研究进展[J]. 王凤茹,王志勇. 华北农学报. 2008(S2)
[7]TraitMill:禾谷类作物高产基因发掘的引擎（英文）[J]. Christophe Reuzeau,Jan Pen,Valérie Frankard,Joris de Wolf,Rindert Peerbolte,Willem Broekaert,Wim van Camp. 分子植物育种. 2005(05)
本文编号：3334803
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２油菜素内酯类化合物的结构（ＦｕｊｉｏｋａａｎｄＹｏｋｏｔａ，?２００３；任鸿雁等，２０１５）??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｒａｓｓｉｎｏｓｔｅｒｏｉｄｓ?（ＢＲｓ）??１．２?ＢＲ合成途径研究进展??
?两个水稻油菜素内酯相关基因的图位克隆及功能分析???ＡｊＨＨＨＢ８Ｂ??翻??图１－４叶夹角测试与突变体Ｗａ２－２的表型（Ｐａｒｋｅｔａｌ．，２００６）??Ｆｉｇ．?１－４?Ｌａｍｉｎａ?ｂｅｎｄｉｎｇ?ａｓｓａｙ?ａｎｄ?ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｂｌａ２－２?ｍｕｔａｎｔ??１．２．６．２?ＡｔＣＹＰ７２Ｃｌ／ＳＯＢ７／ＣＨＩ２／ＳＨＫｌ?介导的油菜素内酯代谢??研宄者通过反向遗传学的手段，筛选到三个Ｊ／ＣＴＰ７２Ｃ７激活标签显性突变体??（ｃｈｉｂｉ２）＾?ｓｈｋｌ－Ｄ?（ｓｈｒｗｋｌ－Ｄ）＾Ｗｓｏｂ７?｛ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ?ｏｆ?ｐｈｙｂ－４７－Ｄ）?（Ｎａｋａｍｕｒａ?ｅｔ?ａｌ．，?２００５；??Ｔａｋａｈａｓｈｉ?ｅｔ?ａｌ．，?２００５；?Ｔｕｒｋ?ｅｔ?ａｌ．，２００５）。三个等位突变体ｃ／？／２、和７者Ｐ表现出??ＢＲ缺陷的表型。分子鉴定发现，在ｃ／？／２、厂Ｚ）和仍６７中，ＣａＭＶ３５Ｓ启动子的激活元??件插入到Ｊ／ＣＴＰ７２Ｃ７的启动子上，导ｇＵ／ＣＴＰ７２Ｃ：／表达上调，加快三个突变体ＢＲ分解??速率，植株内源ＢＲ含量减少，从而出现ＢＲ缺陷表型。通过氨基酸序列比对分析，研??宄者发现ＡｔＣＹＰ７２Ｃｌ与ＡｔＣＹＰ７３４Ａｌ氨基酸序列具有３６％的一致性。因此，研宄者推??测ＡｔＣＹＰ７２Ｃｌ可能具有类似的Ｃ－２６羟基化酶活性。进一步研究发现，相比野生型，ＢＬ、??栗甾酮以及Ｃ－６氧化途径中的ＢＲ中间产物含量在三突变体中显著降低（Ｎａｋａｍｕｒａ?ｅｔ?ａｌ．，??２００５；?Ｔａｋａｈａｓｈｉ?ｅｔ?ａｌ．，２００５；?Ｔｕｒｋ?ｅｔ?ａＬ，?２００５）。综合以上研宄结果表明ＡｔＣＹＰ７２Ｃ
者通过反向遗传学的手段克隆了一个编码ＬＲＲ激酶结构域??蛋白的粒型基因见４６＞，它与有３３％同源性（Ｊｉａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１２）。突变体ｘｋｏ表??现出矮化和叶直立的表型，细胞学观察显示；ｃ／ｗ细胞分裂速率降低，导致细胞数（１减??少，从而导致各组织器官变校ｘｋｏ突变体显示了组织特异性的ＢＲ增强响应，整株??水平上均显示出ＢＲ含量的降低（Ｊｉａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１２）。ＢＲ生物合成基因的过表达水稻种??子充实度和大小增加（Ｗｕｅｔａｌ．，２００８）。??ＧＵＭ??图１－７油菜素内酯相关突变体的水稻粒型表型??Ｆｉｇ．?１－７?Ｒｉｃｅ?ｇｒａｉｎ?ｓｈａｐｅ?ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ＢＲ－ｒｅｌａｔｅｄ?ｍｕｔａｎｔｓ??（Ｆｅｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１７；?Ｊｉａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１２；?Ｔｏｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２００５；?Ｗｕ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１６；?Ｈｏｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２００３?）??１．４．５?ＢＲｓ与植物的抗逆性??ＢＲ不仅调控植物细胞的分裂与伸长，种子发育，暗形态建成等生长发育过程，且??还参与植物的抗逆反应（Ｗｉｌｅｎ?ｅｔ?ａｌ．，１９９５；?Ｎａｋａｓｈｉｔａ?ｅｔ?ａｌ．，２００３；?Ｗａｎｇ?ｅｔ?ａ丨．，２００５；??Ｄｅｎｇ?ｅｔ?ａＬ，?２００９；?Ｘｉａ?ｅｔ?ａｌ．，２００９）。众所周知，油菜素内酯诱导可以增强烟草对ＴＭＶ??２１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]LAZY1通过油菜素内酯途径调控水稻叶夹角的发育[J]. 张晓琼,王晓雯,田维江,张孝波,孙莹,李杨羊,谢佳,何光华,桑贤春. 作物学报. 2017(12)
[2]油菜素内酯生物合成途径的研究进展[J]. 任鸿雁,王莉,马青秀,吴光. 植物学报. 2015(06)
[3]油菜素内酯生物合成和代谢研究进展[J]. 李辉,左钦月,涂升斌. 植物生理学报. 2015(11)
[4]油菜素内酯在植物生长发育中的作用机制研究进展[J]. 郑洁,王磊. 中国农业科技导报. 2014(01)
[5]水稻株高的遗传与育种研究进展[J]. 马玉银,王如平,李磊,左示敏,殷跃军,陈宗祥. 河南农业科学. 2008(11)
[6]油菜素内酯信号转导的研究进展[J]. 王凤茹,王志勇. 华北农学报. 2008(S2)
[7]TraitMill:禾谷类作物高产基因发掘的引擎（英文）[J]. Christophe Reuzeau,Jan Pen,Valérie Frankard,Joris de Wolf,Rindert Peerbolte,Willem Broekaert,Wim van Camp. 分子植物育种. 2005(05)
本文编号：3334803
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