本文選題：水稻 + 玉米　； 參考：《華北農(nóng)學報》2017年03期

【摘要】：花器官的發(fā)育不僅影響農(nóng)作物的生產(chǎn),通過性別決定產(chǎn)生單性花的機制亦是重要的基礎理論問題。TASSELSEED2基因是與JA合成有關的調控玉米單性雄花產(chǎn)生的性別決定基因,對一些植物中TS2同源基因的表達分析表明TS2蛋白可能在進化過程中產(chǎn)生了功能歧化。為探究TS2蛋白在進化過程中其功能是否發(fā)生了歧化,首先通過生物信息學手段對水稻和玉米的TS2基因進行了比較分析,分子進化分析表明,TS2基因在一些植物中可能并不僅僅局限于抑制雌蕊發(fā)育的性別決定功能。因此,猜測兩性花植物水稻中的TS2可能具有其他功能。利用蛋白質三維結構預測軟件,發(fā)現(xiàn)水稻TS2基因編碼典型的SDR蛋白,含有保守的GASGIG和YTASK基序,其作用底物可能與玉米TS2蛋白類似。啟動子分析表明OsTS2和玉米TS2的激素應答元件存在差別。隨后,利用RNA-seq數(shù)據(jù)進行了OsTS2與玉米TS2的組織器官表達分析,并利用實時熒光定量技術考察外源Me JA噴施處理對OsTS2與玉米TS2基因表達的影響。結果表明,OsTS2主要在花序中表達,經(jīng)外源MeJA處理后其表達量明顯升高;而玉米TS2在雄穗分化關鍵期的葉片中表達量最高,其表達量基本不受外源Me JA影響。OsTS2與玉米TS2表達方面的差異提示水稻TS2可能具有與玉米TS2不同的功能,為深入了解TS2在兩性花植物中的功能提供了線索。
[Abstract]:The development of floral organs not only affects the production of crops, but also the mechanism of producing unisexual flowers through sex determination. TASSELSEED2 gene is a sex determinant gene related to JA synthesis that regulates the production of male unisexual flowers in maize. The analysis of TS2 homologous gene expression in some plants suggests that TS2 protein may produce functional disambiguation during evolution. In order to investigate whether the function of TS2 protein has been disproportionated during evolution, the TS2 gene of rice and maize was compared and analyzed by bioinformatics. Molecular evolution analysis indicated that the TS2 gene in some plants may not be limited to the sex-determining function that inhibits the development of pistil. Therefore, it is speculated that TS2 in hermaphroditic plant rice may have other functions. Using the software of protein three-dimensional structure prediction, it was found that rice TS2 gene encodes typical SDR protein, containing conserved GASGIG and YTASK motifs, and its substrate may be similar to maize TS2 protein. Promoter analysis showed that there were differences in hormone response elements between OsTS2 and maize TS2. Then, the tissue and organ expression of OsTS2 and maize TS2 were analyzed by RNA-seq data, and the effect of exogenous me JA spraying on the expression of TS2 gene in OsTS2 and maize was investigated by real-time fluorescence quantitative technique. The results showed that OsTS2 was mainly expressed in inflorescences, and the expression of TS2 in maize was the highest in the leaves at the critical stage of spike differentiation, and the expression of OsTS2 was significantly increased after treatment with exogenous MeJA. The difference between the expression of rice TS2 and maize TS2 suggests that rice TS2 may have different function from maize TS2, which provides clues for further understanding the function of TS2 in hermaphrodite flower plants.
【作者單位】： 沈陽農(nóng)業(yè)大學生物科學技術學院遼寧省農(nóng)業(yè)生物技術重點實驗室;農(nóng)業(yè)部東北水稻生物學與遺傳育種重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金項目(31071422)
【分類號】：S511

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【共引文獻】

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本文編號：1810049