本文選題：水稻　切入點(diǎn)：乙二醛酶　出處：《重慶大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：乙二醛酶I(glyoxalase I,GLYI)是乙二醛代謝途徑的重要組成部分。在各種生物體中,約有61個(gè)GLY I序列被鑒定和報(bào)道。在植物中,GLY I被證實(shí)與非生物脅迫有關(guān)。在水稻中約有11個(gè)GLY I基因家族成員,但關(guān)于水稻GLY I的功能研究尚未見報(bào)道。本研究應(yīng)用反向遺傳學(xué)的手段,從水稻中克隆得到OsGLYI10基因。生物信息學(xué)分析表明,該基因編碼了209個(gè)氨基酸,第49-171位氨基酸為乙二醛酶Ⅰ(GlyoxalaseⅠ)保守結(jié)構(gòu)域。同源性比對(duì)顯示,OsGLYI10基因在多種物種中(包括單子葉植物、雙子葉植物)均有高同源基因。對(duì)OsGLYI10基因的組織(器官)特異性及脅迫誘導(dǎo)表達(dá)結(jié)果顯示,OsGLYI10基因在粳稻品種日本晴成年植株各主要組織(器官)具有組成性表達(dá),但在不同組織中差別明顯,葉片中表達(dá)量最高,其次為穎花。500 m M甘露醇、250m M氯化鈉、25m M氯化鋅處理均可誘導(dǎo)OsGLYI10表達(dá)水平升高,其中在25m M氯化鋅脅迫后最為明顯,其次為250m M氯化鈉、25m M氯化鋅,其基因表達(dá)水平分別為未誘導(dǎo)處理的3.6、2.6、2.2倍。以日本晴幼苗cDNA為模板,通過巢式PCR擴(kuò)增,獲得了OsGLYI10目的片段,構(gòu)建了過量表達(dá)載體PHB-OsGLYI10,通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法,獲得了OsGLYI10過量表達(dá)的轉(zhuǎn)基因株系。選取了其中的3個(gè)株系進(jìn)行表型分析,其基因表達(dá)水平及酶活性水平分別為野生型的1.8、3.5、8.3及1.1、1.3、1.4倍。田間農(nóng)藝性狀測(cè)量結(jié)果顯示,過量表達(dá)株系結(jié)實(shí)率及單株產(chǎn)量顯著高于野生型日本晴,而其它農(nóng)藝性狀無顯著差異,表明過量表達(dá)水稻OsGLYI10基因可以通過提高水稻結(jié)實(shí)率進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量。幼苗耐逆性分析表明,水稻OsGLYI10基因具有增強(qiáng)水稻耐逆性的功能。過量表達(dá)株系幼苗對(duì)氯化鈉、氯化鋅和甘露醇的耐逆性增強(qiáng);在不同濃度的脅迫處理中,過量表達(dá)株系幼苗的生長狀況均好于野生型;在20m M Na Cl的土壤中生長50天的,野生型完全枯死,過表達(dá)株系生長情況明顯優(yōu)于野生型;將各株系葉盤浸泡在高濃度Na Cl溶液中,過表達(dá)株系的葉綠素含量也極顯著地高于野生型。在逆境脅迫下,OsGLYI10過量表達(dá)的轉(zhuǎn)基因株系體內(nèi)甲基乙二醛(methylglyoxal、MG)、丙二醛(MDA)含量明顯低于野生型日本晴,并且隨著基因表達(dá)量的增高而降低。表明OsGLY I10賦予了水稻催化甲基乙二醛與谷胱甘肽縮合反應(yīng)的能力,從而降低了逆境脅迫對(duì)水稻植株構(gòu)成的傷害。木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase,XTH)在雙子葉植物細(xì)胞細(xì)胞壁(類型Ⅰ細(xì)胞壁)形成中具有重要作用。原來通常認(rèn)為,在水稻等單子葉植物(類型Ⅱ細(xì)胞壁)中,XTHs的含量不會(huì)很豐富,但隨著水稻全基因組測(cè)序得以完成,發(fā)現(xiàn)水稻中共有29個(gè)基因編碼水稻XTH(OsXTH),接近于擬南芥中的At XTH基因數(shù)量(33個(gè)),并發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的OsXTH的基因?qū)嶋H上都被轉(zhuǎn)錄。但其具體功能尚不清楚。本文選擇水稻OsXTH19進(jìn)行了研究。通過分析OsXTH19基因的組織(器官)特異性及脅迫誘導(dǎo)表達(dá)。結(jié)果顯示,OsXTH19基因在粳稻品種日本晴成年植株各主要組織(器官)具有組成性表達(dá),但在不同組織中均有不同程度的表達(dá)。IAA、GA3等激素誘導(dǎo)使OsXTH19基因的表達(dá)量增加,其中IAA誘導(dǎo)表達(dá)最為明顯。應(yīng)用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法,獲得了OsXTH19過量表達(dá)的轉(zhuǎn)基因株系,并與野生型日本晴比較,進(jìn)行表型分析。結(jié)果顯示,OsXTH19過表達(dá)株系在正常生長情況下,生長速度快于野生型,對(duì)GA3、IAA的響應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)于野生型,表明這個(gè)基因與植物生長有關(guān)。在鹽脅迫下,OsXTH19過表達(dá)株系的生長情況明顯好于野生型,其丙二醛(MDA)含量低于野生型,表明OsXTH19基因的過量表達(dá)可以提高水稻的耐鹽性。OsXTH19過表達(dá)株系莖桿的纖維素、半纖維素、硅含量、莖桿拉斷力顯著(或極顯著)地低于野生型(WT),并與OsXTH19基因表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。表明OsXTH19基因的過量表達(dá),降低了細(xì)胞壁主要成分并使細(xì)胞壁松弛,從而導(dǎo)致莖桿拉斷力降低。石蠟切片結(jié)果顯示,其內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu)沒有明顯改變。這些結(jié)果提示,OsXTH19可能在水稻細(xì)胞壁構(gòu)建或重塑過程中可能發(fā)揮細(xì)胞壁水解酶的作用。
[Abstract]:The gene expression level of OsGLYI10 gene was higher than that of wild type Japan . The results showed that OsGLYI10 gene encodes 209 amino acids . The results showed that OsGLYI10 gene encodes 209 amino acids . The results showed that OsXTH19 overexpression could increase the expression of OsXTH19 gene . The results showed that OsXTH19 gene was significantly better than wild type .

【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 彭玲;曾江寧;黃偉;陳全震;劉晶晶;;厚殼貽貝抗氧化酶活性和脂質(zhì)過氧化物含量對(duì)Cd和Aroclor 1254脅迫的響應(yīng)[J];生態(tài)學(xué)雜志;2015年03期

2 毛曉霞;;石蠟切片制作方法的改良[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào);2013年08期

3 張黎;牛向麗;張惠瑩;劉永勝;;水稻木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶基因OsXTH11過表達(dá)的作用分析[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年16期

4 顧瑞軒;曲春浦;劉關(guān)君;戴紹軍;魏志剛;那守海;;西伯利亞蓼乙二醛酶Ⅱ基因的克隆與表達(dá)模式分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年18期

5 戴偉民,張克勤,段彬伍,孫成效,鄭康樂,蔡潤,莊杰云;測(cè)定水稻硅含量的一種簡易方法[J];中國水稻科學(xué);2005年05期

6 劉文奇,陳旭君,徐曉暉,凌建群,郭澤建;ERF類轉(zhuǎn)錄因子OPBP1基因的超表達(dá)提高煙草的耐鹽能力[J];植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào);2002年06期

7 劉強(qiáng),趙南明,K.Yamaguch-Shinozaki,K.Shinozaki;DREB轉(zhuǎn)錄因子在提高植物抗逆性中的作用[J];科學(xué)通報(bào);2000年01期

8 張憲政;植物葉綠素含量測(cè)定——丙酮乙醇混合液法[J];遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué);1986年03期

9 吳雄文;;乙二醛酶Ⅰ的多態(tài)現(xiàn)象及其與疾病的關(guān)系[J];國外醫(yī)學(xué)(分子生物學(xué)分冊(cè));1986年02期

，

本文編號(hào)：1681992