学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

光敏色素B介导的光信号调控水稻ABA反应的研究

作　者: 顾建伟
导　师: 臧新; 谢先芝
学　校: 郑州大学
专　业: 细胞生物学
关键词: 水稻光敏色素脱落酸生长发育光信号传导
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 76次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

水稻是世界上主要的粮食作物之一。各种生物和非生物胁迫严重限制了水稻的产量,因此,研究水稻的胁迫应答机制,进而培育高产高抗的水稻新品种也就显得十分重要。我们知道,脱落酸(Abscisic acid, ABA)是一种关键的胁迫激素,参与多种植物胁迫应答反应,特别是非生物胁迫反应。而在拟南芥中的研究表明,光敏色素介导的光信号与植物激素脱落酸途径相互作用。但是水稻光敏色素与ABA途径之间是否相互影响仍不清楚。本研究以野生型和phyB突变体水稻作为研究材料,利用荧光定量PCR等方法分析了phyB介导的光信号对ABA生物代谢和ABA反应的影响。同时我们利用基因芯片技术筛选了一些可能参与光信号与ABA信号互作的基因,对它们的表达模式进行了分析,并构建了这些基因的过表达载体,获得了其中一个基因的稳定过表达转基因植株,从而得以对该基因的功能进行更深入的分析。主要结果如下：(1)在phyB突变体中,ABA合成代谢相关基因OsNCED1、OsNCED3的表达水平明显高于野生型,而ABA降解代谢基因OsABAOX1、OsABAOX2、 OsABAOX3则相反,这可能解释了phyB突变体积累较多的内源ABA。这些结果|表明,phyB介导的光信号负调控水稻ABA的积累。(2)外源ABA处理明显抑制黑暗和光照下生长的水稻种子的萌发,但是在光照条件下,ABA对phyB突变体种子萌发的抑制效果更明显。据此推测phyB感受的光信号消弱了ABA对种子萌发的抑制效果。通过分析部分已报道的种子萌发相关基因在正常或ABA处理的野生型和phyB突变体中的表达水平,结果表明,phyB介导的光信号对水稻种子萌发的调控作用与可能与这些基因无关。(3)在红光条件下,ABA处理能够抑制水稻幼苗地上部分的生长,野生型和phyB突变体对ABA处理的反应基本相同；但是ABA对phyB突变体主根生长的抑制效果显著高于野生型,这个结果表明phyB介导的光信号不影响ABA对水稻幼苗地上部分生长的抑制效果,但负调控ABA对主根生长的抑制效果。这些结果表明phyB介导的光信号负调控水稻ABA反应。(4)通过荧光定量PCR等方法对筛选得到的一些基因进行表达模式和功能分析,结果表明,这些ABA信号途径相关基因,如蛋白磷酸酶基因(OsPP2C2,AK068272),S类受体蛋白激酶基因(OsS-RE, AK068992), ABA应答蛋白基因(OsABAR, AK061581)的表达受phyB介导的光信号影响的,表明phyB介导的光信号可能通过影响这些基因的表达来调控水稻ABA反应。通过过表达一个S类受体蛋白激酶基因(AK068992),发现该基因显著影响水稻的叶长和叶宽,并且对水稻的耐盐性,育性也有一定的影响。本研究揭示了水稻光敏色素对ABA途径的影响,为深入研究光信号途径和ABA途径协同调控水稻发育的分子机制奠定了基础,并为培育高抗高产水稻品种积累了材料。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 前言  10-26
  1.1 ABA在水稻生长发育中的作用  10-22
    1.1.1 脱落酸的生物合成  10-11
    1.1.2 脱落酸在水稻中的生理功能  11-18
    1.1.3 ABA信号传导  18-22
  1.2 光敏色素介导的光信号传导  22-24
  1.3 光敏色素介导的光信号与ABA途径之间的相互作用  24-25
  1.4 研究的目的和意义  25-26
2 材料和方法  26-34
  2.1 材料  26-27
    2.1.1 植物材料  26
    2.1.2 质粒和菌株  26
    2.1.3 主要试剂及试剂盒  26
    2.1.4 培养基及试剂配制  26-27
    2.1.5 主要仪器设备  27
  2.2 实验方法  27-34
    2.2.1 ABA含量的测定及用于ABA代谢相关基因分析的材料获取  27
    2.2.2 水稻种子萌发和ABA处理  27-28
    2.2.3 水稻幼苗地上部分及主根长度测量及结果分析  28
    2.2.4 外源ABA处理  28
    2.2.5 光处理  28-29
    2.2.6 水稻幼苗的逆境处理  29
    2.2.7 组织特异性材料的取得  29
    2.2.8 种子萌发相关基因的荧光定量PCR分析  29-30
    2.2.9 水稻总RNA的提取和纯化  30-31
    2.2.10 半定量RT-PCR  31
    2.2.11 荧光定量PCR  31-32
    2.2.12 过表达载体的构建及转基因植株的转化  32
    2.2.13 水稻叶片的固定及装片的制作  32-34
3 结果与分析  34-66
  3.1 光敏色素介导的光信号在ABA调控的种子萌发中的作用  34-38
  3.2 光敏色素介导的光信号在ABA调控的幼苗生长中的作用  38-39
  3.3 光敏色素B介导的光信号对ABA代谢途径的调控作用  39-41
  3.4 光敏色素B对ABA依赖的胁迫反应途径基因表达的影响  41-66
    3.4.1 OsABAR基因的表达模式及其功能分析  42-46
    3.4.2 OsPP2C2基因的表达模式分析  46-50
    3.4.3 OsABI2基因的表达模式分析  50-52
    3.4.4 OsS-RE基因的表达模式及其过表达株系的表型分析  52-66
4 结论  66-71
参考文献  71-81
附录  81-86
致谢  86-87
个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果  87

光敏色素B介导的光信号调控水稻ABA反应的研究

内容摘要

全文目录

相似论文