本文選題：水稻　切入點：ICE基因　出處：《農業(yè)生物技術學報》2017年09期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：水稻(Oryza sativa)起源于熱帶,隨著人們對糧食需求的增長其種植區(qū)不斷向北擴展,這就要求選擇耐冷能力強的水稻品種。但是目前,對水稻耐冷性的分化及其機制的研究尚少見報道。本研究以遼寧、江蘇和廣東3個不同氣候地區(qū)水稻為實驗材料,通過冷害癥狀及葉綠素熒光指數比較水稻耐冷性差異,采用DNA甲基化亞硫酸鹽測序法(bisulfite sequencing PCR,BSP),研究CBF(C-repeat binding factor)冷響應轉錄通路的ICE1(inducer of CBF expression 1)基因區(qū)域與啟動子區(qū)域甲基化水平影響不同品種水稻冷害差異的分子機制。結果表明ICE1基因區(qū)域甲基化水平無差異,但是啟動子區(qū)域甲基化有顯著差異(P0.05)。遼寧丹粳17(LN004)的ICE1基因啟動子區(qū)域2個胞嘧啶被甲基化,耐冷指數最高;江蘇的南粳5055(JS013)的ICE1基因啟動子區(qū)域7個胞嘧啶被甲基化,耐冷指數居中;廣東的粵新占2號(GD008)的ICE1基因啟動子區(qū)域11個胞嘧啶被甲基化,耐冷指數為最低。定量PCR檢測結果顯示,ICE1和其下游調控的CBF1(C-repeat DRE binding factor 1)、CBF3(C-repeat DRE binding factor 3)的基因表達量與耐冷性顯著正相關(P0.05),但是與ICE1啟動子區(qū)域甲基化水平顯著負相關(P0.05)。這表明遼寧(LN004)、江蘇(JS013)和廣東(GD008)水稻的耐冷性與地區(qū)氣候相適應,且耐冷性受ICE1基因甲基化水平決定的CBF冷響應轉錄通路調節(jié)。本研究結果為進一步解釋水稻耐冷的分子機制提供了理論依據。
[Abstract]:Rice Oryza sativa originated in the tropics, and its growing area is expanding northward as the demand for food increases, which requires the selection of rice varieties with strong cold tolerance. Studies on the differentiation and mechanism of cold tolerance in rice were rarely reported. In this study, rice chilling tolerance was compared by chilling injury symptoms and chlorophyll fluorescence index in three different climatic regions of Liaoning, Jiangsu and Guangdong. DNA methylated sulfite sequencing was used to study the molecular mechanism of CBF(C-repeat binding factor cold response ICE1(inducer of CBF expression 1) gene region and promoter region methylation level affecting chilling injury difference in different rice varieties. The results show that the molecular mechanism of the methylation level of the ICE1(inducer of CBF expression 1 gene region in the cold response transcription pathway of CBF(C-repeat binding factor is studied. There was no difference in methylation level of ICE1 gene region. However, there was a significant difference in promoter region methylation (P0.05N). Two cytosines were methylated in the promoter region of ICE1 gene in Danjing, Liaoning Province, and 7 cytosines were methylated in the promoter region of ICE1 gene in Nanjing5055JS 013 (Jiangsu Province). The cold tolerance index was in the middle. 11 cytosines were methylated in the promoter region of ICE1 gene in Yuexin No. 2, Guangdong, China. The results of quantitative PCR analysis showed that the gene expression of ICE1 and its downstream CBF1(C-repeat DRE binding factor (CBF3C-repeat DRE binding factor 3) was positively correlated with cold tolerance (P0.05A), but negatively correlated with the methylation level of ICE1 promoter region (P0.05). This indicates that the cold tolerance of rice in Liaoning (LN004), Jiangsu (JS013) and Guangdong (GD008) adapts to the regional climate. The cold tolerance is regulated by the CBF cold response transcriptional pathway, which is determined by the methylation level of the ICE1 gene. This study provides a theoretical basis for further explanation of the molecular mechanism of cold tolerance in rice (Oryza sativa L.).
【作者單位】： 南京農業(yè)大學生命科學學院;
【基金】：國家自然科學基金(No.31572066) 轉基因生物研究與商業(yè)化重大專項(No.2016ZX08011-001) 教育部高等學校博士點基金優(yōu)先發(fā)展領域課題(No.20130097130006)
【分類號】：S511

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本文編號：1625081