本文關(guān)鍵詞：水稻OsYABBY6基因克隆及功能研究

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【摘要】：YABBY基因家族是一類專屬于種子植物的轉(zhuǎn)錄因子,在植物側(cè)生器官發(fā)育過程中起著重要的調(diào)控作用。YABBY基因在雙子葉模式植物擬南芥中研究比較充分,而單子葉植物中研究相對較少。雖然在單子葉模式植物水稻中YABBY基因家族的8個成員均已被克隆,但迄今只報道了DL, OsYABBY1, OsYABBY3, OsYABBY4和OsYABBY5等5個YABBY基因的功能,而其余3個YABBY基因(OsYABBY2, OsYABBY6和OsYABBY7)的功能還未見報道。在本研究中,為了探究YABBY基因家族對單子葉模式植物生長發(fā)育的影響,選取水稻YABBY基因家族OsYABBY6進行生物信息學(xué)分析,并采用合成型轉(zhuǎn)錄因子的方法將轉(zhuǎn)錄抑制結(jié)構(gòu)域EAR融合于OsYABBY6的C-端而獲得轉(zhuǎn)基因株系CE-OsYABBY6,從而對OsYABBY6進行一個初步的功能分析,具體研究結(jié)果如下：(1)利用生物信息學(xué)對OsYABBY6蛋白結(jié)構(gòu)進行分析,發(fā)現(xiàn)OsYABBY6的YABBY保守結(jié)構(gòu)域存在于第6-177個氨基酸區(qū)域,同時在N端包含一個C2C2型鋅指結(jié)構(gòu)域。對擬南芥和水稻中所有YABBY蛋白進行生物進化樹分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)水稻中OsYABBY6與OsYABBY1和OsYABBY2以及擬南芥OsYABBY2同屬于YABBY2類型。(2)基因組織特異性表達的芯片分析發(fā)現(xiàn)OsYABBY6在植株全身都有表達,其中葉的表達量最高,同時采用qRT-PCR分析了不同生長時期OsYABBY6在水稻不同組織器官中的相對表達量。結(jié)果與芯片分析相一致,OsYABBY6在根、胚、莖、葉片等組織中均有表達,其中在幼葉中表達量最高,暗示該基因可能在水稻的形態(tài)建成過程發(fā)揮了重要作用,在葉中影響更為顯著。(3)將表達載體質(zhì)粒pCAMBIA1301GW-OsYABBY6-EAR轉(zhuǎn)入粳稻品種Kitaake,并篩選出2個陽性轉(zhuǎn)基因株系：CE-OsYABBY6-16和CE-OsYABBY6-19,用于后續(xù)表型鑒定,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出葉片朝近軸面卷曲葉綠素含量降低、半矮稈化、結(jié)實率降低的表型。(4)對CE-OsYABBY6-16和野生型Kitaake接近成熟期的劍葉及稈第二節(jié)進行細(xì)胞組織學(xué)表型觀察分析發(fā)現(xiàn),與野生型相比,CE-OsYABBY6-16葉片橫切面中的非正常泡狀細(xì)胞束的數(shù)量和比率均顯著增加.,CE-OsYABBY6-16莖稈薄壁細(xì)胞數(shù)目變多,長度變短。說明OsYABBY6基因與葉片泡狀細(xì)胞、莖稈薄壁細(xì)胞的發(fā)育相關(guān)。(5)我們進一步用qRT-PCR檢測了抽穗期轉(zhuǎn)基因株系CE-OsYABBY6和野生型劍葉及莖稈中細(xì)胞生長發(fā)育相關(guān)基因OsCYCD2,OsCYCD4,OsH4, OsEXPA和OsXTR。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與野生型相比,2個轉(zhuǎn)基因株系中無論劍葉還是莖稈的細(xì)胞周期與細(xì)胞生長相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平均顯著升高。該結(jié)果說明,OsYABBY6對細(xì)胞增殖、分裂及生長產(chǎn)生了顯著的影響,并最終導(dǎo)致了葉片及莖稈發(fā)育的異常。綜上所述,本研究初步發(fā)現(xiàn),水稻轉(zhuǎn)錄因子OsYABBY6參與了葉的近-遠(yuǎn)軸、莖稈薄壁細(xì)胞的生長發(fā)育調(diào)控,并且調(diào)控了水稻產(chǎn)量。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S511
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本文編號：1161946