E3泛素连接酶OsSINAT5调控水稻抗旱机制研究

发布时间：2017-10-25 00:08

  本文关键词：E3泛素连接酶OsSINAT5调控水稻抗旱机制研究

  更多相关文章： OsSINAT5 抗旱性 抗氧化 ABA 农艺性状

【摘要】：水稻是世界上最重要的粮食作物之一,干旱对水稻正常生长发育造成严重影响,因此水稻抗旱育种一直是遗传育种的重要研究目标。挖掘抗旱相关的功能基因并利用这些基因培育抗旱新品种,是在干旱条件下保障水稻产量最有效的途径。OsSINAT5是一个受干旱诱导的SINA泛素连接酶基因,过量表达OsSINAT5和RNAi抑制OsSINAT5转录水平分别削弱和增强水稻抗旱性。通过对OsSINAT5基因的抗旱机制研究,找出OsSINAT5负调控水稻干旱胁迫响应途径,可为改良和提高水稻的抗旱性提供理论依据和实践基础。研究表明,大部分抗旱基因和ABA信号途径有关。为了阐明OsSINAT5参与干旱胁迫调控的作用机制,本研究分析了OsSINAT5-RNAi转基因水稻品种日本晴植株对ABA的敏感性以及ABA途径抗旱标记基因DSM2和OsBZIP23的转录水平,发现OsSINAT5-RNAi植株与对照相比无明显差别,表明OsSINAT5负调控水稻抗旱性不依赖ABA途径。因此,本研究检测了干旱前后OsSINAT5-RNAi植株和对照相比体内抗氧化途径中抗旱基因DSM1、OsSIK1和OsSKIPa的转录水平变化,发现干旱处理3d和5d后OsSINAT5-RNAi植株体内这3个基因的转录水平明显高于对照植株。因此,OsSINAT5可能通过激活抗氧化途径增强水稻抗旱性。为了进一步验证这一结果,我们检测了干旱处理前后OsSINAT5-RNAi植株体内能提高抗旱性的抗氧化酶SOD、CAT和POD的活性。结果发现OsSINAT5-RNAi植株体内3种抗氧化酶活性上升幅度远远大于对照,且OsSINAT5-RNAi植株体内可导致抗旱性减弱的丙二醛(MDA)含量上升趋势明显低于对照。上述结果进一步验证了OsSINAT5主要是通过激活抗氧化系统,提高细胞内活性氧的清除能力以增强水稻抗旱性。为了研究OsSINAT5的应用价值,我们对转OsSINAT5-RNAi的粳稻品种日本晴和籼稻品种R996及其对照分别进行了农艺性状调查和分析。结果表明,OsSINAT5-RNAi植株的株高、穗长、每穗实粒数、每穗总粒数和单株产量与对照相比无明显差异,说明OsSINAT5被抑制后并不会影响植株的生长和产量,因此,OsSINAT5是一个具有遗传育种应用价值的抗旱基因。
【关键词】：OsSINAT5 抗旱性 抗氧化 ABA 农艺性状
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S511
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 植物对干旱胁迫的应答机制10-17
• 1.2.1 植物体内受干旱胁迫诱导的基因10-12
• 1.2.2 ABA在植物抗旱机制中的功能研究12-14
• 1.2.3 抗氧化酶在植物抗旱机制中的功能研究14-17
• 1.3 研究目的与意义17-18
• 第二章 OsSINAT5-RNAi转基因水稻植株的鉴定及其抗旱表型分析18-24
• 2.1 材料与方法18-21
• 2.1.1 实验材料与试剂18-19
• 2.1.2 实验方法19-21
• 2.2 结果与分析21-22
• 2.2.1 OsSINAT5-RNAi转基因植株的基因型鉴定21-22
• 2.2.2 OsSINAT5-RNAi转基因植株的抗旱表型22
• 2.3 讨论22-24
• 第三章 水稻OsSINAT5基因抗旱机制研究24-35
• 3.1 材料与方法24-28
• 3.1.1 实验材料与试剂24-25
• 3.1.2 实验方法25-28
• 3.2 结果与分析28-33
• 3.2.1 OsSINAT5-RNAi转基因植株的ABA敏感性分析28-29
• 3.2.2 OsSINAT5-RNAi转基因植株体内ABA途径相关基因转录水平分析29-30
• 3.2.3 OsSINAT5-RNAi转基因植株体内抗氧化途径相关基因转录水平分析30-31
• 3.2.4 抗氧化酶的活性检测31-33
• 3.2.5 MDA含量的影响33
• 3.3 讨论33-35
• 第四章 OsSINAT5-RNAi转基因水稻的农艺性状分析35-39
• 4.1 材料与方法35-36
• 4.1.1 供试材料35
• 4.1.2 实验方法35-36
• 4.2 结果与分析36-38
• 4.2.1 日本晴背景OsSINAT5-RNAi转基因植株与受体的农艺性状分析36
• 4.2.2 R996背景OsSINAT5-RNAi转基因植株与受体的农艺性状分析36-38
• 4.3 讨论38-39
• 第五章 总结与展望39-41
• 5.1 总结39-40
• 5.2 展望40-41
• 参考文献41-47
• 致谢47-48
• 作者简介48

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