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不同光周期和温度条件下水稻开花的分子调控研究

作　者: 宋远丽
导　师: 栾维江
学　校: 天津师范大学
专　业: 细胞生物学
关键词: 水稻光周期温度开花调控交互作用
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

光周期和温度是植物开花的两个关键的调控因素,植物的成花转变决定于植物对光周期和温度变化的精确测量。水稻是短日照植物,在长日低温条件下抽穗期推迟。为了阐明温度和光周期对水稻开花时间的调控效应,我们用一个对光周期反应不敏感的突变体(lf132)及其野生型(中花11)作为实验材料,分析了在不同光周期和温度条件下水稻开花的分子调控,为研究水稻开花机制提供依据。本研究将植物材料分别种植于海南三亚(N18°15’,E109°05’)和天津(N39°13’,E117°11’),分析突变体和野生型在不同地区的生长抽穗情况。另一方面,为了分析在不同光周期和温度条件下水稻开花的分子机理,本研究用人工气候箱对实验材料进行不同的光周期和温度处理,其中,光周期条件设置为长日照条件(LD)(14h光,10h暗)和短日照条件(SD)(10h光,14h暗),温度条件设置为正常温度条件(28℃)和低温条件(23℃)。本研究获得的主要研究结果如下：1.突变体Hdl位点的突变导致了Hdl的表达量急剧下降,是一个Hdl功能下调的突变体。突变体积累的生物量较低,如株高和穗长较野生型明显变小,而且突变体抽穗期明显提前。统计突变体和野生型在不同地区的抽穗期发现,无论在天津还是海南种植的实验材料,突变体都比野生型早抽穗；在天津种植的突变体和野生型比在海南种植的突变体和野生型抽穗期推迟,而且野生型的抽穗日期推迟更大。通过分析海南三亚和天津的光周期和温度条件发现,水稻在天津地区晚抽穗主要是由长日照和低温条件引起的；野生型的抽穗日期在高纬度地区(低温,长日照)推迟更大,可能与突变体对光周期的钝感有关。2. Ehdl-Hd3a/RFT1途径在水稻光周期开花调控途径和温度开花调控途径中是保守的。Ehdl、Hd3a和RFT1的表达在低温(23℃)条件下急剧下降,表明Ehd1、Hd3a和RFT1表达阻抑是低温条件下水稻开花推迟的主要原因。3.在长日照条件下,与正常温度(28℃)条件相比,低温促进了Ghd7的表达,表明低温条件和长口照条件对Ghd7的表达具有协同作用。低温条件下Ghd7表达的上调也可能是水稻低温开花推迟的关键原因。4.无论在长日照条件下还是短日照条件下,Se5和RID1／Ehd2／OsIdl的表达在不同的温度处理下没有显著差异,表明RID1／Ehd2／Osld1、Se5可能不参与水稻应答温度反应。5.分析Hdl与光周期开花调控途径中几个关键基因的调控关系,发现Hdl在长日照条件下负向调控Ehdl的表达而正向调控Ghd7的表达,表明在长日照条件下,Hdl-Ghd7-Ehd1-RFT1通路也是水稻抽穗期调控的一条重要途径。

全文目录

中文摘要  5-7
Abstract  7-10
第一章文献综述  10-28
  1.1 光照调控水稻开花的分子机理  10-19
    1.1.1 短日照条件下水稻开花促进的分子机理  12-16
    1.1.2 长日照条件下水稻开花的分子调控  16-19
  1.2 暗间断延迟水稻开花的分子机理  19-20
  1.3 不同光质对水稻开花的调控  20-22
  1.4 水稻开花的温度调控途径  22-24
  1.5 实时定量PCR(Real-time PCR)概述  24-26
  1.6 本研究的目的意义  26-28
第二章材料与方法  28-34
  2.1 材料  28
    2.1.1 植物材料  28
    2.1.2 人工气候箱材料种植及生长条件  28
  2.2 方法  28-32
    2.2.1 水稻总RNA提取  28-29
    2.2.2 检测RNA  29
    2.2.3 引物设计  29-30
    2.2.4 反转录RNA及其OsActin检测  30-31
    2.2.5 Hd1基因的RT-PCR分析  31-32
    2.2.6 实时定量PCR(Real-time PCR)分析  32
  2.3 实验所用到的仪器  32
  2.4 实验所用到的试剂  32-34
第三章结果分析  34-43
  3.1 突变体和野生型的表型分析及在不同地区抽穗期分析  34-35
  3.2 RNA提取结果检测及反转录后OsActin结果分析  35-36
  3.3 Hd1在野生型和突变体中RT-PCR分析  36-37
  3.4 Hd1在光周期开花调控途径中的调控关系分析  37-39
  3.5 Ehd1-Hd3a/RFT1途径在水稻光周期开花调控途径和温度开花调控途径中是保守的  39-41
  3.6 长日照条件下低温对Ghd7的表达具有重要效应  41-43
第四章讨论与结论  43-47
  4.1 讨论  43-46
    4.1.1 水稻栽培区域广泛分布的机理分析  43
    4.1.2 Hd1在光周期开花调控途径中的调控关系  43-44
    4.1.3 光周期和温度调控水稻抽穗期的交互作用  44-46
  4.2 结论  46-47
参考文献  47-54
致谢  54-56
硕士期间发表论文  56

不同光周期和温度条件下水稻开花的分子调控研究

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