RRSV介导水稻产生矮缩分蘖增多的症状分析

发布时间：2018-10-25 16:30

【摘要】：水稻齿叶矮缩病毒(rice ragged stunt virus, RRSV),属呼肠孤病毒科(Reoviridae),水稻病毒属(Oryzavirus),经褐飞虱传播从而引起水稻锯齿叶矮缩。近年来,在福建、广东、江西等地均有发病,不同年份农田发病率可达80%以上。该病害一旦爆发,将严重影响我国水稻产量。矮缩(dwarf)、分蘖增多(tillering/branching),是水稻齿叶矮缩病的显著特征之一。miRNA是植物生长发育过程中重要的调控因子,现有研究表明miR156基因家族极其所调控的靶基因参与了水稻农艺性状的形成,包括植株的高矮和分蘖等。因此,本文运用水稻遗传转化体系、RNAi技术、荧光定量PCR和酵母双杂交技术来研究水稻miR156靶基因OsSPL,探索RRSV引起水稻矮缩及分蘖数增减的分子机制,得到结果如下：1.使用荧光定量PCR技术对不同时间段RRSV病株和健康水稻中miR156靶基因的mRNA表达情况进行了检测,结果表明感病水稻中OsSPL3、OsSPL4、OsSPL12、OsSPL14基因表达量有显著的下调,分别为健康水稻的0.37倍、0.41倍、0.2倍和0.3倍。2.由于OsSPL14一直没有扩增获得,本实验构建了OsSPL3、OsSPL4、OsSPL12的过表达载体和OsSPL3、OsSPL4、OsSPL12的RNAi载体,通过水稻遗传转化体系获得了转基因水稻株系。分析转基因水稻发现,阳性OsSPL3、OsSPL4的RNAi转基因植株和OsSPL3、 OsSPL4过量表达植株与野生型无明显差异,阳性OsSPL12过表达转基因水稻表现出茎杆细长且分蘖数少于野生型水稻,其高度与阴性水稻植株相比无显著变化,阳性OsSPL12的RNAi转基因水稻植株较阴性水稻出现一定程度的矮缩表型。3.采用酵母双杂交技术分析得到OsSPL3、OsSPL4及OsSPL12都没有与RRSV有互作关系。据此推测RRSV与这几个靶基因没有直接的作用,推测其产生的表型可能是与靶基因上游的miR156有关。综上所述,通过对转基因苗表型的观察与分析,表明矮缩及分蘖增多症状的形成与miR156的靶基因OsSPL12的表达可能有关,增进了对病毒感染水稻引起矮缩及分蘖数增减的形成机制的了解。
[Abstract]:Rice Dental Leaf Dwarf virus (rice ragged stunt virus, RRSV),) belongs to Reovirus (Reoviridae), Rice virus (Oryzavirus),) which is transmitted by brown planthopper and causes sawtooth leaf dwarf in rice. In recent years, the incidence has been found in Fujian, Guangdong, Jiangxi and other places, and the incidence in different years can reach more than 80%. Once the disease breaks out, it will seriously affect rice yield in China. Increased tillering of dwarf (dwarf), (tillering/branching) is one of the significant characteristics of rice tooth leaf dwarf disease. MiRNA is an important regulatory factor in plant growth and development. Recent studies have shown that the target genes regulated by miR156 gene family are involved in the formation of agronomic traits in rice. Including plant height and tillering. Therefore, rice genetic transformation system, RNAi technique, fluorescence quantitative PCR and yeast two-hybrid technique were used to study the molecular mechanism of rice dwarf and tiller number increase and decrease induced by RRSV, and the results were as follows: 1. Fluorescence quantitative PCR technique was used to detect the mRNA expression of miR156 target gene in RRSV infected plants and healthy rice. The results showed that the expression of OsSPL3,OsSPL4,OsSPL12,OsSPL14 gene in susceptible rice was significantly down-regulated. It was 0.37 times, 0.41 times, 0.2 times and 0.3 times of that of healthy rice, respectively. Because OsSPL14 had not been amplified, the overexpression vector of OsSPL3,OsSPL4,OsSPL12 and the RNAi vector of OsSPL3,OsSPL4,OsSPL12 were constructed in this experiment, and transgenic rice lines were obtained by rice genetic transformation system. The analysis of transgenic rice showed that there was no significant difference between RNAi transgenic plants and OsSPL3, OsSPL4 overexpression plants with positive OsSPL3,OsSPL4, and the transgenic rice with positive OsSPL12 overexpression showed slender stems and fewer tillers than wild type rice. The height of RNAi transgenic rice with positive OsSPL12 showed a certain degree of dwarf phenotype than that of negative rice. The results of yeast two-hybrid analysis showed that OsSPL3,OsSPL4 and OsSPL12 had no interaction with RRSV. It is inferred that RRSV has no direct effect on these target genes, and the phenotype may be related to the miR156 upstream of the target gene. In conclusion, through the observation and analysis of the phenotype of transgenic seedlings, it is suggested that the formation of symptoms of dwarf and tillering may be related to the expression of OsSPL12, the target gene of miR156. It improved the understanding of the formation mechanism of dwarf and tiller number caused by virus infection in rice.
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S435.11

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本文编号：2294247