本文關(guān)鍵詞： 水稻 花器官 OsMADS34 DF1 功能分析　出處：《沈陽農(nóng)業(yè)大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：水稻(Oryza sativa L.)作為單子葉模式植物是十分重要的糧食作物之一�；òl(fā)育以及花器官特點將直接影響到水稻的籽粒,最終影響到產(chǎn)量,影響糧食安全。隨著分子遺傳學的發(fā)展,分子生物學研究手段的進步,以及鑒定的花器官突變體的增多,對于植物花器官的研究不斷深入,花發(fā)育的特征變得愈來愈明晰。本研究報道了 2個經(jīng)過誘變獲得的水稻花器官突變體osmads34-t和df1(deformed flower1),通過對其表型特性、組織和細胞學觀察、以及目的基因圖位克隆等研究,分析了水稻花器官發(fā)育中的OsMADS34和DF1基因的表達和功能,主要成果如下:1.OsMADS34基因:(1)花器官表型:突變體osmods34-t的突變性狀明顯,其護穎增長,但雄蕊、柱頭以及漿片等結(jié)構(gòu)均未見明顯異常。利用掃描電鏡觀察突變體osmads34-t的護穎表面,對比發(fā)現(xiàn)突變體護穎表面的突起結(jié)構(gòu)和表皮毛數(shù)量都比野生型多。(2)籽粒變化:突變體osmads34-t一次枝梗的籽粒數(shù)顯著減少,二次枝梗數(shù)變少,但一次枝梗數(shù)目有顯著性的增加;突變體osmads34-t的二次枝梗籽粒(包括籽粒和糙米籽粒)千粒重都極顯著低于野生型及自身的一次枝梗的;突變體osmads34-t的二次枝梗籽粒數(shù)目明顯少于野生型籽粒,且粒長差異顯著,粒寬方面沒有達到顯著水平。(3)OsMADS34基因的圖位克隆:利用F2代的1326個隱性單株進行精細定位,該基因被定位到3號染色體引物RM5813和Y7之間的143 Kb范圍,在該區(qū)段內(nèi),存在一個L(OC_Os03g54170基因編碼一個MADS-box蛋白中的OsMADS34,突變體中四個堿基(GGAT)的缺失導致了編碼框移位,翻譯提前終止。(4)OsADS34基因表達及亞細胞定位:OsMADS34基因在水稻的各個部位均有一定量的表達,其中在營養(yǎng)器官的根、莖、葉、葉鞘中表達量相對較低,而在各個時期發(fā)育的幼穗、副護穎、護穎以及外稃等花器官中相的對表達量較高,且在幼穗中的表達量隨著小穗的發(fā)育逐漸增加,在穗中GUS染色最深,相比于其它營養(yǎng)器官,莖中GUS報告基因的表達量也相對較高;亞細胞定位后發(fā)現(xiàn)OsMADS34基因可能是一類在細胞核內(nèi)表達的轉(zhuǎn)錄因子。2.DF1基因:(1)花器官表型:突變體df1的穎殼閉合,不開花散粉,籽粒成熟時,一側(cè)的內(nèi)外稃之間出現(xiàn)了穎殼空隙,df1穎殼厚度增加,切片后觀察是由于穎殼中細胞層數(shù)增加導致穎殼變厚;df1漿片略有伸長,表面粗糙且有些綠色組織形成;雄蕊和雌蕊沒有數(shù)目和形態(tài)變化。(2)籽粒及產(chǎn)量:突變體df1的籽粒和糙米的籽粒大小、千粒重都有顯著性的降低;結(jié)實率和花粉育性都受到了穎殼厚度及異常漿片的影響。(3)DF1基因的圖位克隆:利用869株隱性單株將該基因定位到65kb區(qū)間,在區(qū)間內(nèi)存在一個被報道過的編碼DUF640蛋白的轉(zhuǎn)錄因子,測序后發(fā)現(xiàn)有一個T堿基的缺失,導致了基因的編碼框移位,翻譯進程被提前終止。(4)DF1基因的表達及亞細胞定位:DF1基因在節(jié)間、幼穗、外稃、內(nèi)稃以及漿片中的表達量都比其他組織器官中高;DF1-GFP的綠色熒光集中在細胞核內(nèi),由此我們推測DF1基因作為轉(zhuǎn)錄因子編碼了一個核內(nèi)的蛋白。通過對OsMADS34和DF1基因的定位及功能分析,我們認為:水稻的護穎和外稃的同源性較高;水稻的內(nèi)稃由內(nèi)稃邊緣區(qū)和內(nèi)稃主體區(qū)結(jié)合而成;一些MADS-box基因或影響花器官的基因可能與籽粒大小有一定的調(diào)控關(guān)系。
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【學位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S511

【參考文獻】

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本文編號：1552352