NPF(Nitrate Transpoter1/Peptide Transporter Family)轉運體家族是植物體內(nèi)低親和硝酸根轉運體或寡肽轉運體蛋白家族,該家族轉運體具有12個跨膜結構域,其中第六個和第七個結構域之間含有一個暴露在胞質(zhì)的環(huán)狀結構。能夠轉運包括硝酸根、寡肽、氨基酸、芥子油苷、IAA、GA、ABA等多種底物。目前對NPF基因的研究多集中在擬南芥中,水稻作為單子葉植物中的模式生物,關于水稻中的NPF基因報道數(shù)目不多,尤其是對寡肽轉運體的研究較少。本文以水稻中第一個被發(fā)現(xiàn)的寡肽轉運體OsNPF8.1為研究對象。通過OsNPF8.1的CRISPR/Cas9突變體(osnpf8.1)部分性狀分析表明,osnpf8.1在正常種植條件下具有穗長增加、結實率下降、千粒重下降等表型;但穗粒數(shù)、粒長、粒寬等無明顯差異。熒光定量PCR和GUS活性定量檢測OsNPF8.1的表達結果表明,OsNPF8.1的表達受缺氮、干旱以及鹽脅迫誘導。osnpf8.1對鹽及干旱的耐受性低于ZH11;氮饑餓種植條件下,osnpf8.1植株的地上部與ZH11無明顯區(qū)別,但osnpf8.1的根比ZH11的根長、干重增加。利用416份重測序的核心水稻品系在水稻功能基因組育種數(shù)據(jù)庫(RFGB)中進行OsNPF8.1序列多樣性分析,以日本晴基因序列為參考基因組,發(fā)現(xiàn)OsNPF8.1在416份水稻種質(zhì)中共有26個SNP變異位點,其中啟動子區(qū)域有20個,為SNP分布的熱點區(qū)段;外顯子區(qū)域含有4個SNP變異位點,均位于第三外顯子上;3'UTR區(qū)域具有2個SNP變異位點。且編碼區(qū)(CDS)的SNP變異均為同義突變,SNP所導致的編碼序列的改變并不影響其所翻譯的蛋白質(zhì)的氨基酸序列�？蓜澐譃�7種單倍型,熒光定量PCR檢測結果表明,在Hap I、Hap III、HapV、Hap VI四種單倍型中OsNPF8.1在低氮種植條件下的表達明顯高于高氮;在Hap II的兩個株系中的表達則與之相反(HapVII材料缺失)。InDel分析表明9個InDel位點均位于啟動子區(qū)域。綜上所述,寡肽轉運蛋白基因OsNPF8.1表達受干旱、鹽脅迫等逆境影響,其突變體對逆境耐受性下降;OsNPF8.1序列SNP主要存在于啟動子區(qū),而編碼區(qū)的SNP差異未影響蛋白序列的多樣性。這些結果說明OsNPF8.1在水稻生長發(fā)育與逆境響應中發(fā)揮一定作用。
【學位單位】：仲愷農(nóng)業(yè)工程學院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S511
【部分圖文】：

為進一步確定 osnpf8.1 的表型尚需對 osnpf8.1 大田材料進行持續(xù)觀察計。3.3 OsNPF8.1 在萌發(fā)的胚和盾片中表達先前研究結果證實 OsNPF8.1 廣泛表達于除根表皮以外的其他組織（邱迪2017）。但并未確定 OsNPF8.1 在水稻種子萌發(fā)過程中表達與否。因此為進確定 OsNPF8.1 的表達部位，利用 OsNPF8.1 啟動子融合 GUS 轉基因水稻種萌發(fā)過程中進行染色，結果如圖 3-2。結果顯示，OsNPF8.1 在成熟的水稻種的胚、胚乳、種皮、糊粉層中均無表達；種子吸脹萌發(fā)后，OsNPF8.1 在胚片中均有表達。萌發(fā)過程中種子內(nèi)貯存的蛋白質(zhì)發(fā)生廣泛水解產(chǎn)生大量的氨和小分子肽類，并運輸至幼胚中以維持植株生長，而 OsNPF8.1 以寡肽為轉物，因而我們推測 OsNPF8.1 可能參與種子萌發(fā)過程，但其具體功能還尚有一步確定。（A）（B）（C）（D）

圖 3-13 3K 水稻 SNP 與 InDel 子數(shù)據(jù)庫所包含的水稻分類組群及樣本構成類型。Figure 3-13 The rice classification groups and sample composition types included In 3K rice SNPand InDel subdatabase.圖 3-14 3K 水稻 SNP 與 InDel 子數(shù)據(jù)庫中對 416 份水稻品種基本信息統(tǒng)計。（A）（B）

34圖 3-14 3K 水稻 SNP 與 InDel 子數(shù)據(jù)庫中對 416 份水稻品種基本信息統(tǒng)計。A：分類組群統(tǒng)計圖；B：水稻品種的亞種類型統(tǒng)計圖。Figure 3-14 The basic information of 416 rice varieties In 3K rice SNP and InDel subdatabase.A: Classification group statistics; B: Statistical graph of subtypes of rice varieties.為獲取 SNP 與 InDel 分布，在 RFGB 的 3K 水稻 SNP 與 InDel 子數(shù)據(jù)庫中將不同品種中 OsNPF8.1 基因序列進行下載，利用序列比對軟件 AlignX 將日本晴的序列與 416 份水稻品種的序列進行比對，分析 OsNPF8.1 的基因序列的多樣

【參考文獻】

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本文編號：2815278