本文關(guān)鍵詞：水稻葉片早衰基因OsPLS1的功能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：葉片衰老是植物生長發(fā)育過程中一個正常且不可避免的階段,它受到諸如如內(nèi)源生長調(diào)節(jié)劑、葉齡、溫度、光照、水分及礦質(zhì)營養(yǎng)等內(nèi)外因子的精細(xì)調(diào)控,其中水楊酸(SA)是葉片衰老及植物病害響應(yīng)的重要生長調(diào)節(jié)劑。本課題組利用60Co輻射誘變中秈水稻品種自選1號獲得葉片早衰突變體ospls1(Oryza sativa precocious leaf senescence, osplsl)。本研究利用分子、生理及細(xì)胞學(xué)等手段對突變體ospls1葉片早衰的分子生理機(jī)理進(jìn)行了深入研究。主要結(jié)果如下：1. ospls1突變體的表型水稻分蘗期前(4-5葉期前),ospls1突變體與野生型無明顯差異。而自分蘗期開始,ospls1突變體下部葉片就出現(xiàn)類病斑及早衰癥狀,主要表現(xiàn)為葉尖和葉邊緣變黃,葉尖略微卷曲,隨后線狀黃化條紋和斑點從葉緣逐步擴(kuò)展到葉片內(nèi)側(cè),最后發(fā)展為枯斑和條狀枯紋,直到整個葉片枯死。在整個分蘗期,僅有一葉一心為正常葉,其他葉片均一定程度表現(xiàn)衰老。而在抽穗拔節(jié)期,除劍葉外,其余葉片均出現(xiàn)不同程度的早衰。在開花灌漿期,ospls1突變體全部葉片都有嚴(yán)重干枯。2. ospls1突變體葉片細(xì)胞學(xué)觀察掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)ospls1突變體葉片上下表面氣孔數(shù)量更多；透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)抽穗期ospls1突變體葉片細(xì)胞內(nèi)的葉綠體發(fā)生明顯降解。3. ospls1突變體的ROS累積與野生型相比,osplsl突變體細(xì)胞內(nèi)有更多的ROS積累,NBT和DAB染色結(jié)果分別表明突變體細(xì)胞內(nèi)有更多的氧自由基和H2O2積累。4. ospls1突變體的SA累積生理學(xué)分析表明,ospls1突變體植株內(nèi)源SA的含量顯著升高；外源SA明顯抑制ospls1突變體植株的根長和芽長并加速其離體葉片衰老。5.SA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)qRT-PCR分析結(jié)果表明,在幼苗期(四葉期)時,SA代謝酶相關(guān)基因OsSGTl在突變體中的表達(dá)量要顯著低于野生型,而SA合成基因OsPAL2和OsPAL6的表達(dá)量在突變體中卻明顯高于野生型；在抽穗期時,OsPAL1, OsPL2U, OsPAL6, OsPAL7, OsPAL8等SA合成基因在突變體中的表達(dá)量均高于野生型；同時,一些WRKY基因在ospls1突變體中的表達(dá)量要顯著高于野生型；表明OsPLS1參與SA信號相關(guān)途徑。6.ospts1突變體種子休眠種子萌發(fā)結(jié)果表明,種子完全浸沒在清水中時,突變體種子的發(fā)芽率顯著低于野生型,但種子脫殼后、在濕潤的濾紙上、浸沒在補(bǔ)充氧氣的清水中時野生型和突變體均能正常發(fā)芽。突變體種子的休眠可能與萌發(fā)孔的結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。7.ospisl突變體轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)驗證轉(zhuǎn)基因功能互補(bǔ)驗證表明將OsPLS1基因?qū)氲給spts1突變體中能回復(fù)其突變表型,即ospls1突變體是OsPLS1基因的功能缺失突變造成的。
【關(guān)鍵詞】：水稻 ospls1突變體 SA 種子萌發(fā) 基因功能
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S511
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-13
• 1 文獻(xiàn)綜述13-27
• 1.1 衡量葉片衰老的重要生理生化指標(biāo)13-16
• 1.1.1 葉片衰老與葉綠素含量14
• 1.1.2 葉片衰老與可溶性蛋白質(zhì)含量14-15
• 1.1.3 葉片衰老與核酸含量15
• 1.1.4 葉片衰老與ROS累積及其清除酶系統(tǒng)15-16
• 1.2 葉片衰老與植物生長調(diào)節(jié)物16-21
• 1.2.1 葉片衰老與生長素16
• 1.2.2 葉片衰老與細(xì)胞分裂素16-17
• 1.2.3 葉片衰老與赤霉素17
• 1.2.4 葉片衰老與脫落酸17
• 1.2.5 葉片衰老與乙烯17-18
• 1.2.6 葉片衰老與茉莉酸及其衍生物18
• 1.2.7 葉片衰老與水楊酸18-21
• 1.3 影響葉片衰老的環(huán)境因素21-22
• 1.3.1 光21
• 1.3.2 溫度21-22
• 1.3.3 水分22
• 1.3.4 營養(yǎng)物質(zhì)22
• 1.3.5 病原體的入侵22
• 1.4 葉片衰老相關(guān)基因22-26
• 1.4.1 葉片衰老與激素代謝相關(guān)基因22-23
• 1.4.2 葉片衰老與葉綠素降解相關(guān)基因23
• 1.4.3 葉片衰老與蛋白質(zhì)降解相關(guān)基因23-24
• 1.4.4 葉片衰老與核酸降解相關(guān)基因24
• 1.4.5 葉片衰老與碳氮元素再利用相關(guān)基因24
• 1.4.6 葉片衰老與轉(zhuǎn)錄因子24-25
• 1.4.7 水稻葉片衰老相關(guān)基因克隆25-26
• 1.5 植物葉片衰老的意義26
• 1.6 本研究的目的及意義26-27
• 2. 實驗材料與方法27-35
• 2.1 水稻材料27
• 2.2 葉片組織化學(xué)染色27-28
• 2.3 葉片掃描電鏡觀察28
• 2.4 葉片透射電鏡觀察28-29
• 2.5 內(nèi)源SA含量的測定29
• 2.6 外源SA處理29
• 2.7 水稻種子萌發(fā)實驗29-30
• 2.8 植物組織動態(tài)取樣30
• 2.9 總RNA提取30-31
• 2.10 RNA反轉(zhuǎn)錄31
• 2.11 qRT-PCR方法31
• 2.12 OsPLS1基因功能互補(bǔ)載體的構(gòu)建31-32
• 2.13 水稻遺傳互補(bǔ)轉(zhuǎn)化32-34
• 2.14 轉(zhuǎn)基因水稻分子檢測34-35
• 3. 結(jié)果與分析35-51
• 3.1 ospls1突變體的表型特征35-40
• 3.1.1 ospls1突變體的表型35
• 3.1.2 葉片組織化學(xué)染色35-37
• 3.1.3 葉片的掃描電鏡觀察37
• 3.1.4 葉綠體超微結(jié)構(gòu)觀察37-39
• 3.1.5 衰老相關(guān)基因的表達(dá)分析39-40
• 3.2 ospls1突變體功能互補(bǔ)驗證40
• 3.3 OsPLS1基因的時空表達(dá)分析40-43
• 3.3.1 OsPLS1基因的組織表達(dá)分析40-42
• 3.3.2 OsPLS1基因在同一葉片的不同位置的表達(dá)分析42
• 3.3.3 OsPLS1基因在葉片不同發(fā)育時期的表達(dá)分析42-43
• 3.4 ospls1突變體對SA的響應(yīng)43-46
• 3.4.1 外源SA對ospls1突變體幼苗的影響43-44
• 3.4.2 外源SA對ospls1突變體離體葉片的影響44-45
• 3.4.3 OsPLS1基因?qū)A的響應(yīng)45-46
• 3.5 內(nèi)源SA的含量及SA代謝相關(guān)基因的表達(dá)分析46-48
• 3.5.1 內(nèi)源SA含量46
• 3.5.2 SA代謝相關(guān)基因的表達(dá)分析46-48
• 3.6 WRKY基因的表達(dá)分析48-49
• 3.7 種子萌發(fā)實驗49-51
• 4. 討論51-55
• 4.1 OsPLS1基因負(fù)調(diào)控葉片衰老51-52
• 4.2 OsPLS1基因通過影響SA含量及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來調(diào)控葉片衰老52-53
• 4.3 OsPLS1基因通過影響穎殼發(fā)育來調(diào)控種子休眠53-55
• 5 主要結(jié)論與研究展望55-56
• 6 參考文獻(xiàn)56-65

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