發(fā)布時(shí)間：2020-08-01 15:50

【摘要】：水稻是世界上三大糧食作物之一,全世界幾乎二分之一的人口以稻米為食物。然而干旱是水稻生產(chǎn)中重要的限制因素,提高水稻對(duì)干旱的抗性是水稻遺傳改良的重要目標(biāo)之一。富含半胱氨酸短肽(cysteine-rich peptide,CRP)是植物體內(nèi)最重要的短肽之一,CRP短肽在植物的生長(zhǎng)發(fā)育、抗病、植物-細(xì)菌共生等過(guò)程中都發(fā)揮著重要作用。此前,課題組分析發(fā)現(xiàn)OsDT11基因是編碼88個(gè)氨基酸的CRP短肽,在水稻中過(guò)量表達(dá)后顯著增強(qiáng)水稻的耐旱性,這是國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)CRP類(lèi)植物短肽參與抗旱的實(shí)例,其在抗旱機(jī)制和生產(chǎn)實(shí)踐中均有很高的研究?jī)r(jià)值。在前期結(jié)果的基礎(chǔ)上,對(duì)干旱處理前后的野生型和OsDT11基因超量植株進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,研究OsDT11調(diào)控ABA合成的分子機(jī)理,繪制OsDT11調(diào)控水稻抗旱性的信號(hào)通路;利用定點(diǎn)突變和煙草瞬時(shí)轉(zhuǎn)化等手段,分析OsDT11短肽的功能結(jié)構(gòu)域及關(guān)鍵調(diào)控位點(diǎn)。取得以下研究結(jié)果:(1)通過(guò)對(duì)RNA-seq數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)OsDT11短肽介導(dǎo)的抗旱功能是與ABA信號(hào)相關(guān)。進(jìn)一步證明了OsDT11短肽是通過(guò)參與ABA的信號(hào)傳導(dǎo)路徑,從而提高了水稻對(duì)于干旱的抗性。(2)通過(guò)熒光定量PCR技術(shù)在轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析數(shù)據(jù)中篩選到了三個(gè)可能與OsDT11相互作用的下游靶標(biāo)基因.(3)建立并驗(yàn)證了在煙草瞬時(shí)表達(dá)體系中的OsDT11和基因LOC-Os01g73170啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的報(bào)告基因相互作用的系統(tǒng)。(4)通過(guò)對(duì)OsDT11短肽中8個(gè)半胱氨酸位點(diǎn)分別突變來(lái)驅(qū)動(dòng)報(bào)告基因表達(dá)的方式證明了第三個(gè)半胱氨酸位點(diǎn)是OsDT11主要功能位點(diǎn)。綜上所述,本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析解釋了OsDT11介導(dǎo)抗旱與ABA信號(hào)途徑的關(guān)系,明確了影響OsDT11功能的關(guān)鍵半胱氨酸位點(diǎn),也建立了體外互作系統(tǒng),為進(jìn)一步解析CRP短肽調(diào)節(jié)植物抗旱的新功能、基因工程創(chuàng)制水稻抗旱新品種提供了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S511
【圖文】：

圖 1 兩次重復(fù)中差異表達(dá)基因統(tǒng)計(jì)Fig.1 Statistics of two replicates，s differentiaiiy expressed gene上調(diào)差異表達(dá)基因的 GO 功能顯著富集分類(lèi)Gene Ontology（GO）是標(biāo)準(zhǔn)基因功能分類(lèi)體系之一，能完整產(chǎn)物的屬性。GO 分析主要是從三個(gè)方面進(jìn)行聚類(lèi)分析，分別llular component ）、描述基因的分子功能（molelar function）程（biological process）。OsDT11-OE-D/ OsDT11-OE 和 WT-D達(dá)基因進(jìn)行 GO 功能分類(lèi)顯著富集的結(jié)果（圖 2a）。GO 分析的具體統(tǒng)計(jì)（表 1）。在 GO 功能顯著富集分類(lèi)圖中可以看出，在細(xì)胞組分（cellularT1l 超量表達(dá)樣品干旱處理后與 OsDT11 超量表達(dá)樣品干旱處理要集中在：膜（membrane）、蛋白質(zhì)絲氨酸/蘇氨酸磷酸

圖 2 上調(diào)表達(dá)差異基因的 GO 功能顯著富集分類(lèi)Fig.2 Gene Ontology function classification of Up-regulation expression DEGs（a）OsDT11 超量表達(dá)和野生型干旱處理前后上調(diào)表達(dá)的差異基因 GO 功能顯著富集分類(lèi) （b）野生超量表達(dá)干旱處理前后共同上調(diào)表達(dá)的差異基因 GO 功能顯著富集分類(lèi)（c）相對(duì)于 OsDT11 超量表達(dá)植旱處理前后上調(diào)表達(dá)的差異基因 GO 功能顯著富集分類(lèi) (d) 相對(duì)于野生型 OsDT11 超量表達(dá)干旱處理前的差異基因 GO 功能顯著富集分類(lèi)(a) Gene Ontology function classification of Up-regulation expression DEGs in OsDT11-overexpression and sample after drought treatment (b) Gene Ontology function classification of Common Up-regulation expreOsDT11-overexpression and wild type plant sample after drought treatment (c) Gene Ontology function cUp-regulation expression DEGs in wild type plant sample after drought treatment compare to OsDT11-overexsample (d) Gene Ontology function classification of Up-regulation expression DEGs in OsDT11-overexpressioafter drought treatment compare to wild type plant sample

量檢測(cè)干旱處理后 OsDT11 超量轉(zhuǎn)基因植株和野生型植株中基因 LOC_Os01g73170、L63 的表達(dá)量titative PCR amplification of the LOC_Os01g73170、LOC_Os01g28160and 9268563 in OsDwild type plant sample after Drought treatment lines.Bars represent means (three )±SD在 OsDT11 超量轉(zhuǎn)基因植株干旱處理前后 LOC_Os01g73170、LOC_Os01g28160、以及 9） LOC_Os01g73170 、 LOC_Os01g28160 以 及 9268563 expressing increased after Derexpression plant sample子驅(qū)動(dòng)的報(bào)告基因與 OsDT11 共表達(dá)照下圖構(gòu)建好的載體進(jìn)行電轉(zhuǎn)化到農(nóng)桿菌的操作，并將空載體同作為對(duì)照，將兩個(gè)載體分別孵育培養(yǎng)，然后通過(guò)洗板并調(diào)節(jié)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2777668