水稻OsABCB11基因功能研究
发布时间：2021-01-16 06:42
植物ABCB转运蛋白是生长素三大转运蛋白之一,在植物的生长发育过程中发挥重要作用。目前单子叶植物水稻中ABCB家族基因的功能报道很少,而ABCB蛋白功能的探究对进一步认识生长素信号通路及其在生长发育中的作用至关重要。OsABCB11是水稻ABCB家族的成员之一,功能完全未知。启动子序列分析发现其中存在多个激素响应元件及胁迫响应元件,通过瞬时处理进一步证明OsABCB11基因的表达受到IAA、PEG及NaCl的诱导,表明OsABCB11可能在生长素及胁迫响应通路中发挥作用。本研究构建了OsABCB11-eGFP融合蛋白的表达载体,通过烟草瞬时侵染及水稻原生质体转化实验,证明OsABCB11蛋白定位于细胞质膜。通过对OsABCB11的时空表达模式进行分析,发现OsABCB11在水稻生长发育的各个时期均有表达,在茎、根茎结合部、幼穗及节中的表达量较高。为进一步探究OsABCB11在水稻生长发育中的作用,本研究构建了2个超表达株系（11OE-01和11OE-02）以及2个基因敲除株系（11-cr-12,11-cr-34）,农艺性状观察发现OsABCB11超表达株系表现出分蘖角增大、总分蘖及有效...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABCB转运蛋白结构模型(A)ABCB全分子转运蛋白结构模型；(B)ABCB半分子转
浙江大学硕士学位论文第二章OsABCB11基因表达模式及功能研究26通过TMHMM在线分析工具对OsABCB11转运蛋白进行跨膜结构域进行分析发现，预测结果显示该蛋白包含11个跨膜结构域(图2.1)。图2.1OsABCB11蛋白的跨膜结构域预测。图中红色部分表示预测的跨膜区域。Figure2.1PredictionofthetransmembranedomainofOsABCB11protein.Theredpartinthefigureindicatesthepredictedtransmembranearea.2.2.2瞬时处理对OsABCB11基因表达量的影响启动子分析显示OsABCB11启动子序列中包含多个生长素响应元件，另外还包含赤霉素、茉莉酸甲酯等其他激素响应元件以及胁迫响应元件。因此推测OsABCB11基因可能参与生长素信号通路，并且可能在多种激素通路的信号交叉中发挥作用；另外，OsABCB11基因也可能在水稻的逆境胁迫在发挥作用。因此研究中对野生型水稻(NIP)进行瞬时处理，通过检测OsABCB11基因的表达量验证其功能。2.2.2.1IAA诱导OsABCB11基因表达将野生型水稻(NIP)在正常的水稻营养液中培养7d，用终浓度为10μM的IAA瞬时处理野生型水稻，并在处理时间为0h、2h、6h、12h、24h时取样，将样品用液氮速冻，提取样品RNA并反转录为cDNA，进行实时荧光定量PCR检测。分析结果显示，OsABCB11基因受到IAA的诱导，在处理12h后表达量达最高值，从趋势上看OsABCB11表达水平呈现先缓慢上升达到最高值后下降的趋势(图2.2)。这表明OsABCB11能够参与生长素信号通路，其响应最高峰在处理后12h左右，表明其可能是生长素响应后期基因。
浙江大学硕士学位论文第二章OsABCB11基因表达模式及功能研究27图2.210μMIAA的处理不同时间对OsABCB11基因表达的影响。选取苗龄为7d的野生型水稻进行处理，在处理后0h、2h、6h、12h、24h取样，取整株水稻检测基因的相对表达量。数据为均值±SD(n=3)，不同字母表示在p<0.05时数据间有显著差异。Figure2.2ExpressionofOsABCB11in10μMIAAatindicatedtimeintervals.Thewild-typericewithaseedlingageof7dayswasselectedfortreatment.Samplesweretakenat0h,2h,6h,12h,and24haftertreatment,andtherelativeexpressionlevelsofthedetectedgenesinthewholeplantweretaken.Thedataaremean±SD(n=3),anddifferentlettersindicateasignificantdifferenceamongthesedataatp<0.05.2.2.2.2盐胁迫及干旱胁迫诱导OsABCB11基因表达研究中对水稻也进行了瞬时的胁迫处理，将野生型水稻在正常的水稻营养液中培养7d，再分别用终浓度为30%的PEG6000及150mMNaCl瞬时处理，在处理时间为0h、2h、6h、12h时取样，取样后迅速放入液氮中速冻，将取好的样品提取RNA，反转获得cDNA，进行实时荧光定量检测。数据分析结果显示，OsABCB11基因的表达受到模拟干旱胁迫及盐胁迫的诱导(图2.3)，推测该基因可能参与到胁迫响应的通路中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生长素介导环境信号调控植物的生长发育[J]. 刘广超,丁兆军. 植物学报. 2018(01)
[2]水稻ABCB转运蛋白基因的分子进化和表达分析[J]. 徐杏,邱杰,徐扬,徐辰武. 中国水稻科学. 2012(02)
[3]光周期和有效积温对水稻分蘖角度动态变化的影响[J]. 欧阳由男,李春生,章善庆,王会民,朱练峰,禹盛苗,金千瑜,张国平. 应用生态学报. 2009(05)
[4]LAZY1 controls rice shoot gravitropism through regulating polar auxin transport[J]. Peijin Li1;Yonghong Wang1;Qian Qian2;Zhiming Fu1;Mei Wang1;Dali Zeng1,2;Baohua Li1;Xiujie Wang1;Jiayang Li11 State Key Laboratory of Plant Genomics and National Center for Plant Gene Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China2 State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310006, China. Cell Research. 2007(05)
[5]不同栽培条件下水稻分蘖角度动态变化分析[J]. 于亚辉,徐正进. 中国农学通报. 2006(03)
硕士论文
[1]水稻分蘖形成的内外调控机制研究[D]. 张玉磊.东北农业大学 2017
[2]分蘖角度动态型水稻的形态特征与生理生态效应研究[D]. 康文启.中国农业科学院 2007
本文编号：2980345
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABCB转运蛋白结构模型(A)ABCB全分子转运蛋白结构模型；(B)ABCB半分子转
浙江大学硕士学位论文第二章OsABCB11基因表达模式及功能研究26通过TMHMM在线分析工具对OsABCB11转运蛋白进行跨膜结构域进行分析发现，预测结果显示该蛋白包含11个跨膜结构域(图2.1)。图2.1OsABCB11蛋白的跨膜结构域预测。图中红色部分表示预测的跨膜区域。Figure2.1PredictionofthetransmembranedomainofOsABCB11protein.Theredpartinthefigureindicatesthepredictedtransmembranearea.2.2.2瞬时处理对OsABCB11基因表达量的影响启动子分析显示OsABCB11启动子序列中包含多个生长素响应元件，另外还包含赤霉素、茉莉酸甲酯等其他激素响应元件以及胁迫响应元件。因此推测OsABCB11基因可能参与生长素信号通路，并且可能在多种激素通路的信号交叉中发挥作用；另外，OsABCB11基因也可能在水稻的逆境胁迫在发挥作用。因此研究中对野生型水稻(NIP)进行瞬时处理，通过检测OsABCB11基因的表达量验证其功能。2.2.2.1IAA诱导OsABCB11基因表达将野生型水稻(NIP)在正常的水稻营养液中培养7d，用终浓度为10μM的IAA瞬时处理野生型水稻，并在处理时间为0h、2h、6h、12h、24h时取样，将样品用液氮速冻，提取样品RNA并反转录为cDNA，进行实时荧光定量PCR检测。分析结果显示，OsABCB11基因受到IAA的诱导，在处理12h后表达量达最高值，从趋势上看OsABCB11表达水平呈现先缓慢上升达到最高值后下降的趋势(图2.2)。这表明OsABCB11能够参与生长素信号通路，其响应最高峰在处理后12h左右，表明其可能是生长素响应后期基因。
浙江大学硕士学位论文第二章OsABCB11基因表达模式及功能研究27图2.210μMIAA的处理不同时间对OsABCB11基因表达的影响。选取苗龄为7d的野生型水稻进行处理，在处理后0h、2h、6h、12h、24h取样，取整株水稻检测基因的相对表达量。数据为均值±SD(n=3)，不同字母表示在p<0.05时数据间有显著差异。Figure2.2ExpressionofOsABCB11in10μMIAAatindicatedtimeintervals.Thewild-typericewithaseedlingageof7dayswasselectedfortreatment.Samplesweretakenat0h,2h,6h,12h,and24haftertreatment,andtherelativeexpressionlevelsofthedetectedgenesinthewholeplantweretaken.Thedataaremean±SD(n=3),anddifferentlettersindicateasignificantdifferenceamongthesedataatp<0.05.2.2.2.2盐胁迫及干旱胁迫诱导OsABCB11基因表达研究中对水稻也进行了瞬时的胁迫处理，将野生型水稻在正常的水稻营养液中培养7d，再分别用终浓度为30%的PEG6000及150mMNaCl瞬时处理，在处理时间为0h、2h、6h、12h时取样，取样后迅速放入液氮中速冻，将取好的样品提取RNA，反转获得cDNA，进行实时荧光定量检测。数据分析结果显示，OsABCB11基因的表达受到模拟干旱胁迫及盐胁迫的诱导(图2.3)，推测该基因可能参与到胁迫响应的通路中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生长素介导环境信号调控植物的生长发育[J]. 刘广超,丁兆军. 植物学报. 2018(01)
[2]水稻ABCB转运蛋白基因的分子进化和表达分析[J]. 徐杏,邱杰,徐扬,徐辰武. 中国水稻科学. 2012(02)
[3]光周期和有效积温对水稻分蘖角度动态变化的影响[J]. 欧阳由男,李春生,章善庆,王会民,朱练峰,禹盛苗,金千瑜,张国平. 应用生态学报. 2009(05)
[4]LAZY1 controls rice shoot gravitropism through regulating polar auxin transport[J]. Peijin Li1;Yonghong Wang1;Qian Qian2;Zhiming Fu1;Mei Wang1;Dali Zeng1,2;Baohua Li1;Xiujie Wang1;Jiayang Li11 State Key Laboratory of Plant Genomics and National Center for Plant Gene Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China2 State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310006, China. Cell Research. 2007(05)
[5]不同栽培条件下水稻分蘖角度动态变化分析[J]. 于亚辉,徐正进. 中国农学通报. 2006(03)
硕士论文
[1]水稻分蘖形成的内外调控机制研究[D]. 张玉磊.东北农业大学 2017
[2]分蘖角度动态型水稻的形态特征与生理生态效应研究[D]. 康文启.中国农业科学院 2007
本文编号：2980345
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