水稻自噬相关基因OsATG8c功能初步分析
发布时间：2021-07-03 10:41
自噬是真核生物中一种保守的物质降解途径,对于植物的生长发育和抵御逆境胁迫具有重要作用,本文以水稻自噬相关基因OsATG8c的过表达株系35S-OsATG8c转基因水稻株系为主要研究对象,对该基因的功能进行了初步研究,观察其对水稻植株生长发育的影响以及在氮、碳胁迫和干旱胁迫中发挥的作用。主要结果如下所示:1、通过对ProOsATG8c-GUS转基因水稻进行GUS组织化学染色后发现,水稻自噬相关基因OsATG8c在水稻的根、茎、鞘、衰老叶片、新生叶片、孕穗期幼穗以及灌浆期穗部等组织部位都有表达,并对氮胁迫、碳胁迫和干旱胁迫均有响应。2、正常成长条件下,在生长发育方面,过表达OsATG8c降低了水稻的株高,增加了水稻的分蘖数目和生物量,提高了水稻叶片中的叶绿素含量。在产量方面,过表达OsATG8c提高了水稻的单株产量,产量构成因素中,过表达株系水稻的有效穗数显著高于对照SN9816,但结实率和千粒重显著低于SN9816。另外,35S-OsATG8c转基因株系水稻的氮素吸收效率和氮素利用效率均得到了显著提高,但稻米中蛋白质含量上升,直链淀粉含量降低,食味品质下降。3、在低...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ProOsATG8c-GUS转基因水稻不同时期及部位的GUS组织化学染色Fig.1GUShistochemicalstainingofProOsATG8c-GUStransgenicriceatdifferentpartsanddevelopmental
注：同列数字后字母不同者表示在 5%水平时差异显著。 Note: The different capitals and capitals lowercase in the same line show the difference at significant level of 5%. 3.2.4 过表达 OsATG8c 基因对水稻食味品质的影响 利用 Foss 近红外谷物品质分析仪对过表达 OsATG8c 转基因水稻以及对照 SN9816的稻米品质进行了初步检测。结果表明，过表达株系稻米中水分含量略低于对照，相差不大（图 5A），蛋白质含量显著高于对照而直链淀粉含量则显著低于对照（图 5B, C），食味值显著低于对照（图 5D），过表达 OsATG8c 是的稻米食味品质下降。
沈阳农业大学硕士学位论文213.2.5过表达OsATG8c基因对水稻生物量及氮素利用效率的影响对过表达OsATG8c转基因水稻植株和SN9816的生物量及氮素利用效率检测计算结果表明，在全氮和低氮条件下，过表达OsATG8c转基因水稻植株积累了比对照更高的生物量，全氮条件下，过表达株系生物量提高了约25.72%，而低氮条件下，生物量也提高了约19.49%（图6A）。伴随着过表达株系生物量的显著增加，相应的过表达株系的氮素吸收效率以及氮素利用效率无论是在全氮条件下还是在低氮条件下均显著高于对照（图6B,C）。A：过表达株系和对照在全氮（NS）以及低氮（NL）条件下积累的生物量；B：过表达株系和对照在全氮（NS）以及低氮（NL）条件下氮素的吸收效率；C：过表达株系和对照在全氮（NS）以及低氮（NL）条件下氮素利用效率。*表示差异显著，P<0.05，**表示差异极显著，P<0.01。图6过表达OsATG8c提高了水稻对氮素的利用效率Fig.6OverexpressionofOsATG8cinricegreatlyimprovesNuptakeandutilizationefficiency3.2.6过表达OsATG8c基因增强了水稻的自噬活性为了观察过表达OsATG8c基因对水稻自噬活性的影响，我们将苗龄14天的过表达株系和SN9816幼苗分别进行全氮和缺氮处理1天。对根部进行MDC染色后，通过激光共聚焦显微镜观察发现，无论是在全氮还是缺氮条件下，过表达株系（L-37，L-42，L-142）的自噬体荧光信号数目均多于对照SN9816，缺氮条件下各株系的自噬体荧光信号数目又多于全氮条件，相对于SN9816，过表达株系在缺氮条件下增加的自噬体数目要更多（图7）。过表达OsATG8c基因增强了水稻的自噬活性。SN9816为对照株系，L-37、L-42、L-142为OsATG8c基因的过表达株系，NS为全氮处理，ND为缺氮处理，小亮点为自噬体荧光信号，用红色箭头和方框标注。图
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物细胞自噬研究进展[J]. 刘洋,张静,王秋玲,侯岁稳. 植物学报. 2018(01)
[2]植物自噬的细胞学研究进展[J]. 刘沁松,王桂凤. 生命科学. 2018(01)
[3]植物细胞选择性自噬研究进展[J]. 杨小龙,李漾漾,刘玉凤,齐明芳,李天来. 园艺学报. 2017(10)
[4]过表达GmATG8c基因提高大豆的低氮耐受性和产量[J]. 徐伟,刘生,游翔,梅圆圆,王丹,王宁宁. 植物生理学报. 2017(02)
[5]细胞自噬在植物细胞程序性死亡中的作用[J]. 黄晓,李发强. 植物学报. 2016(06)
[6]泛素-26S蛋白酶体系统参与调控植物免疫研究进展[J]. 游全远,何祖华. 植物生理学报. 2016(06)
[7]细胞自噬在植物碳氮营养中作用的研究进展[J]. 任晨霞,龚清秋. 中国细胞生物学学报. 2014(04)
[8]活性氧对植物自噬调控的研究进展[J]. 景红娟,周广舟,谭晓荣,平康康,任雪建. 植物学报. 2012(05)
[9]水稻杂种后代籽粒直链淀粉和蛋白质含量选择对产量和品质性状的影响[J]. 李晓光,金正勋,刘海英,赵书宇,徐美兰,张忠臣,沈鹏,张海彬. 东北农业大学学报. 2011(04)
[10]植物细胞自噬研究进展[J]. 王燕,刘玉乐. 中国细胞生物学学报. 2010(05)
博士论文
[1]谷子自噬相关基因SiATG8a调控植物低氮胁迫响应的功能分析[D]. 李微微.哈尔滨师范大学 2017
硕士论文
[1]水稻自噬相关基因OsATG7功能研究[D]. 孟盼盼.华中农业大学 2016
本文编号：3262424
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ProOsATG8c-GUS转基因水稻不同时期及部位的GUS组织化学染色Fig.1GUShistochemicalstainingofProOsATG8c-GUStransgenicriceatdifferentpartsanddevelopmental
注：同列数字后字母不同者表示在 5%水平时差异显著。 Note: The different capitals and capitals lowercase in the same line show the difference at significant level of 5%. 3.2.4 过表达 OsATG8c 基因对水稻食味品质的影响 利用 Foss 近红外谷物品质分析仪对过表达 OsATG8c 转基因水稻以及对照 SN9816的稻米品质进行了初步检测。结果表明，过表达株系稻米中水分含量略低于对照，相差不大（图 5A），蛋白质含量显著高于对照而直链淀粉含量则显著低于对照（图 5B, C），食味值显著低于对照（图 5D），过表达 OsATG8c 是的稻米食味品质下降。
沈阳农业大学硕士学位论文213.2.5过表达OsATG8c基因对水稻生物量及氮素利用效率的影响对过表达OsATG8c转基因水稻植株和SN9816的生物量及氮素利用效率检测计算结果表明，在全氮和低氮条件下，过表达OsATG8c转基因水稻植株积累了比对照更高的生物量，全氮条件下，过表达株系生物量提高了约25.72%，而低氮条件下，生物量也提高了约19.49%（图6A）。伴随着过表达株系生物量的显著增加，相应的过表达株系的氮素吸收效率以及氮素利用效率无论是在全氮条件下还是在低氮条件下均显著高于对照（图6B,C）。A：过表达株系和对照在全氮（NS）以及低氮（NL）条件下积累的生物量；B：过表达株系和对照在全氮（NS）以及低氮（NL）条件下氮素的吸收效率；C：过表达株系和对照在全氮（NS）以及低氮（NL）条件下氮素利用效率。*表示差异显著，P<0.05，**表示差异极显著，P<0.01。图6过表达OsATG8c提高了水稻对氮素的利用效率Fig.6OverexpressionofOsATG8cinricegreatlyimprovesNuptakeandutilizationefficiency3.2.6过表达OsATG8c基因增强了水稻的自噬活性为了观察过表达OsATG8c基因对水稻自噬活性的影响，我们将苗龄14天的过表达株系和SN9816幼苗分别进行全氮和缺氮处理1天。对根部进行MDC染色后，通过激光共聚焦显微镜观察发现，无论是在全氮还是缺氮条件下，过表达株系（L-37，L-42，L-142）的自噬体荧光信号数目均多于对照SN9816，缺氮条件下各株系的自噬体荧光信号数目又多于全氮条件，相对于SN9816，过表达株系在缺氮条件下增加的自噬体数目要更多（图7）。过表达OsATG8c基因增强了水稻的自噬活性。SN9816为对照株系，L-37、L-42、L-142为OsATG8c基因的过表达株系，NS为全氮处理，ND为缺氮处理，小亮点为自噬体荧光信号，用红色箭头和方框标注。图
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物细胞自噬研究进展[J]. 刘洋,张静,王秋玲,侯岁稳. 植物学报. 2018(01)
[2]植物自噬的细胞学研究进展[J]. 刘沁松,王桂凤. 生命科学. 2018(01)
[3]植物细胞选择性自噬研究进展[J]. 杨小龙,李漾漾,刘玉凤,齐明芳,李天来. 园艺学报. 2017(10)
[4]过表达GmATG8c基因提高大豆的低氮耐受性和产量[J]. 徐伟,刘生,游翔,梅圆圆,王丹,王宁宁. 植物生理学报. 2017(02)
[5]细胞自噬在植物细胞程序性死亡中的作用[J]. 黄晓,李发强. 植物学报. 2016(06)
[6]泛素-26S蛋白酶体系统参与调控植物免疫研究进展[J]. 游全远,何祖华. 植物生理学报. 2016(06)
[7]细胞自噬在植物碳氮营养中作用的研究进展[J]. 任晨霞,龚清秋. 中国细胞生物学学报. 2014(04)
[8]活性氧对植物自噬调控的研究进展[J]. 景红娟,周广舟,谭晓荣,平康康,任雪建. 植物学报. 2012(05)
[9]水稻杂种后代籽粒直链淀粉和蛋白质含量选择对产量和品质性状的影响[J]. 李晓光,金正勋,刘海英,赵书宇,徐美兰,张忠臣,沈鹏,张海彬. 东北农业大学学报. 2011(04)
[10]植物细胞自噬研究进展[J]. 王燕,刘玉乐. 中国细胞生物学学报. 2010(05)
博士论文
[1]谷子自噬相关基因SiATG8a调控植物低氮胁迫响应的功能分析[D]. 李微微.哈尔滨师范大学 2017
硕士论文
[1]水稻自噬相关基因OsATG7功能研究[D]. 孟盼盼.华中农业大学 2016
本文编号：3262424
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