【摘要】：通過闡明水稻幼苗生長的分子機(jī)理,可以為人類研究植物生長機(jī)制提供參考和依據(jù)。保持糖分水平是幼苗生存的關(guān)鍵。糖的濃度顯著影響幼苗生長:正常濃度范圍的糖促進(jìn)幼苗生長,缺糖抑制根和胚軸的生長,但當(dāng)糖濃度高于閾值后抑制幼苗根、子葉和胚軸的生長。糖作為一種信號(hào)分子發(fā)揮功能,SnRK1a是糖信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵組分。對糖信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因SnRK1a的研究發(fā)現(xiàn),水稻SnRK1a的RNAi突變株表現(xiàn)出萌發(fā)緩慢、根和芽的生長被抑制的表型,其中根生長被抑制更顯著,SnRK1a在種子萌發(fā)和幼苗生長中起關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用。bHLH轉(zhuǎn)錄因子是植物中最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一,水稻OsbHLH111是bHLH轉(zhuǎn)錄因子家族成員之一,OsbHLH111是細(xì)胞核蛋白,在水稻日本晴中組成型表達(dá)且根中表達(dá)量相對較高;OsbHLH111抑制水稻幼苗生長,與野生型相比,OsbHLH111缺失突變體111-1/2/3根長和株高顯著增高,111-1/2/3的根條數(shù)、總根長和地上部地下部鮮重顯著高于NP,過表達(dá)株系OE-1/2/3中根長和株高顯著降低;OsbHLH111缺失突變體111-1/2/3中蔗糖和葡萄糖含量增高;酵母雙雜交篩庫及點(diǎn)對點(diǎn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)證明OsbHLH111與OsSnRK1a存在相互作用。目前關(guān)于bHLH轉(zhuǎn)錄因子參與糖信號(hào)調(diào)控幼苗生長的研究僅在擬南芥中發(fā)現(xiàn)PIF參與糖信號(hào)調(diào)控的胚軸伸長過程,但機(jī)制未知。通過對OsbHLH111的缺失突變體和過表達(dá)轉(zhuǎn)基因材料表型鑒定我們推測OsbHLH111具有抑制水稻幼苗生長的功能,并且OsbHLH111的缺失突變體中葡萄糖和蔗糖含量顯著增多。因此,闡明OsbHLH111抑制水稻幼苗生長的機(jī)理及OsbHLH111與糖信號(hào)的關(guān)系對完善糖信號(hào)通路及幼苗生長機(jī)理具有重大意義。本文的研究結(jié)果為糖信號(hào)調(diào)控幼苗生長提供新的實(shí)驗(yàn)證據(jù)和理論支持。
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S511
【圖文】：

述H 轉(zhuǎn)錄因子家族在植物中的研究進(jìn)展 轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分類（basic helix-loop-helix，堿性螺旋-環(huán)-螺旋）轉(zhuǎn)錄因子因含 bHLH 結(jié)構(gòu)域而得的蛋白家族之一。bHLH 結(jié)構(gòu)域約含 60 個(gè)氨基酸，由一個(gè)堿性區(qū)域（basic regi環(huán)-α 螺旋（helix1-loop-helix2）區(qū)域組成（圖 1-1）。堿性區(qū)域約含 15 個(gè)氨基合有關(guān)[1]；bHLH 轉(zhuǎn)錄因子自身的或不同 bHLH 轉(zhuǎn)錄因子的 α 螺旋之間通過源或異源二聚體[2]，進(jìn)而和靶基因啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，調(diào)控靶基因的基因轉(zhuǎn)錄過因子可以結(jié)合的靶基因啟動(dòng)子區(qū)域通常為 E-box (5’-CANNTG-3’)和 GTG-3’)結(jié)構(gòu)[3]。

圖 1-3. HXK 參與的糖信號(hào)途徑[46]。1.2.2.2 糖信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)關(guān)鍵基因 SnRK1在 SnRK1 失活的材料中幼苗生長不再受高濃度葡萄糖的抑制[47]，因?yàn)?SnRK1 是糖信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵組分。1991 年，植物中第一個(gè)蔗糖非發(fā)酵型蛋白激酶 1（sucrose non-fermenting1-related proteinkinase 1, SnRK1）基因從黑麥中成功克隆，它與哺乳動(dòng)物中 AMP-依賴型激酶（AMP-activated

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王永波;高世慶;唐益苗;劉美英;郭麗香;張朝;趙昌平;;植物蔗糖非發(fā)酵-1相關(guān)蛋白激酶家族研究進(jìn)展[J];生物技術(shù)通報(bào);2010年11期

本文編號(hào)：2730844