發(fā)布時(shí)間：2020-09-24 06:37

　　 水稻籽粒灌漿過(guò)程是稻米產(chǎn)量形成和品質(zhì)構(gòu)建的關(guān)鍵階段,其生理和分子機(jī)理的探究一直是研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。水稻籽粒灌漿過(guò)程實(shí)質(zhì)是同化物向籽粒充實(shí)和積累的過(guò)程,此過(guò)程受包括生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素在內(nèi)的多種植物激素的調(diào)控。植物激素調(diào)控水稻籽粒灌漿的分子機(jī)制研究正逐步展開(kāi)。OsU496A是一個(gè)在水稻籽粒胚乳中特異性表達(dá)的未知功能的膜蛋白。本研究以O(shè)sU496A干擾表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系(RNAi-37)、過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系(OX-43)和野生型(日本晴,WT)水稻為材料,通過(guò)對(duì)灌漿過(guò)程中籽粒內(nèi)源生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素含量、相關(guān)基因表達(dá)情況以及外源IAA和6-BA(6-芐氨基腺嘌呤)處理下不同轉(zhuǎn)基因水稻籽粒灌漿生理生化指標(biāo)和灌漿關(guān)鍵酶基因的表達(dá)情況的測(cè)定,研究了 OsU496A在生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素調(diào)控水稻籽粒灌漿過(guò)程中的作用,主要結(jié)果如下:1.OsU496 干擾表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻(RNAi-37)籽粒內(nèi)生長(zhǎng)素(IAA)和細(xì)胞分裂素(CTK)含量在整個(gè)灌漿過(guò)程中都顯著低于野生型,而過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻(OX-43)籽粒內(nèi)IAA和CTK含量峰值略高于野生型,但沒(méi)有顯著差異。RNAi-37和OX-43籽粒內(nèi)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素代謝和調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)情況的測(cè)定結(jié)果表明,OsU496A參與了水稻籽粒內(nèi)IAA的合成與運(yùn)輸過(guò)程以及細(xì)胞分裂素的分解過(guò)程,導(dǎo)致籽粒內(nèi)IAA和CTK含量變化,并且參與調(diào)控了在籽粒內(nèi)IAA和CTK介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。2.外源IAA和6-BA處理可促進(jìn)野生型水稻籽粒灌漿過(guò)程中OsU496A的表達(dá)。與野生型相比,外源激素處理顯著增加了RNAi-37籽粒重量,而對(duì)OX-43粒重增加不明顯。水稻籽粒灌漿動(dòng)態(tài)分析表明,外源激素處理顯著提高了RNAi-3 和野生型水稻最大灌漿速率Gmax,同時(shí)顯著降低了RNAi-3 籽粒活躍灌漿期D以及達(dá)到最大灌漿速率的時(shí)間Tmax從而顯著地提高其灌漿效率。進(jìn)一步分析籽粒蔗糖—淀粉代謝、轉(zhuǎn)化關(guān)鍵酶活性和基因表達(dá)情況表明,OsU496A可通過(guò)參與生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素對(duì)蔗糖—淀粉轉(zhuǎn)化關(guān)鍵酶(SuS、AGPase、SSS、DBE),特別是SuS和SSS酶活性的調(diào)控過(guò)程,促進(jìn)同化物的轉(zhuǎn)化與淀粉合成,進(jìn)而影響籽粒的粒重,從而正向調(diào)控了生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素介導(dǎo)的水稻籽粒灌漿過(guò)程。3.采用酵母雙雜交技術(shù)在水稻cDNA文庫(kù)里篩選得到54個(gè)陽(yáng)性酵母克隆。其中E3泛素連接酶蛋白編碼基因ARI2陽(yáng)性克隆點(diǎn)最多,達(dá)到26個(gè)。綜上所述,推測(cè)OsU496A可能是通過(guò)與E3泛素連接酶相互作用,促進(jìn)IAA轉(zhuǎn)錄抑制因子的降解,從而激活生長(zhǎng)素轉(zhuǎn)錄因子,引起下游生長(zhǎng)素調(diào)控基因的表達(dá),提高籽粒中灌漿相關(guān)酶活性,從而正向調(diào)控水稻籽粒灌漿進(jìn)程;另一方面,OsU496A可通過(guò)抑制細(xì)胞分裂素氧化酶基因的表達(dá),從而增加了籽粒內(nèi)細(xì)胞分裂素含量,進(jìn)而正向調(diào)控細(xì)胞分裂素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,促進(jìn)水稻籽粒灌漿。本結(jié)果初步探明了 OsU496A在生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素調(diào)控的水稻籽粒灌漿過(guò)程中的作用,可為進(jìn)一步解析OsU496A的功能和提高水稻的產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S511
【部分圖文】：

＿逡逑為ＡＤＰＧ，隨后在ＳＳ、ＳＢＥ、ＤＢＥ酶作用下轉(zhuǎn)化成直鏈淀粉，而在ＧＢＳＳ酶作用下轉(zhuǎn)化成逡逑支鏈淀粉（圖１．１－Ｂ）。逡逑Ａ邐Ｓｕｃｒｏｓｅ逡逑＾邋邐Ｉ邋邐逡逑＜⑴丨丨ＩＩ＾＿＿＿＿＿＿｜丨⑴—Ｓｌｉｃｒｏ＾ｃ邐ＩＣｄＬ＾ｌｌＴ＾Ｘ逡逑／邋Ｉ丨喬Ｉ■二邋邐邐＼逡逑／＂（ｉｉｏＬ邋ｔ邋ｒｉ，＾逡逑ＩＤＩＷｕｃｗ邋？■邋｜Ｖ｜Ｑ．邐—＾逡逑Ｃ；６Ｉ＞邋＜邐ｓ＾ＣＩＰ邋—＾邋Ｖｌ）ｌ＊８ｌ？ｃｅ＞ｒ逡逑，，九＇邐產(chǎn)＜邐，，一象、逡逑嚴(yán)哪＝ｆ邋＝邋＾邋＝＝＝＂＾逡逑Ｇ６Ｐ邐９＾邋ＣＩＶ邐＞邋＼Ｉ）ｒｓｌｏｃｔ？＜逡逑／－逡逑ｗ邋ＯＢｆｉ逡逑ｌｉｊ邋ｓｔａｒｃｈ邐ＪｊｊＪ逡逑Ｂ邐＜；，ｐ逡逑ｉ邋Ａ＜；Ｐａ＊逡逑＼ｌ）ｌ＊＾ｌｕＣｆ？ＮＣ逡逑ｎ邋＾逡逑ｆ邐＾邋ｔｃｆｃａｉｎ邋ｄｔｗｇｊｔｋＭ）逡逑＿＿邋’＼＼邋＂邋．邐逡逑—＾（；ＢＳＳ逡逑ＢＫ邐ａ－！．４－＜Ｊｉｕｃａｎ逡逑邐＾邋｜邐＊逡逑ｌ？＞邋ｔＳｒ？？ｉ？Ｋ邋ｊｍｐｍｐｅｒ邋ｂｒ？ｃｗｒＷ？＞邋？、、＇邋｜逡逑ＤＭ，邐慕逡逑Ａｍ％邋�。迹浚荆悖悖ǎ椋簦翦义蠄D１．１淀粉合成途徑和相關(guān)代謝（Ｎａｋａｍｕｒａ，邋２０１５）逡逑Ｆｉｇ邋１．１邋Ｓｔａｒｃｈ邋ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ邋ｐａｔｈｗａｙ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｒｅｌａｔｅｄ邋ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ逡逑１．２．２水稻籽粒生理活性對(duì)灌漿的影響逡逑水稻籽粒灌漿過(guò)程中，同化物代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)酶發(fā)揮著重要作用，包括蔗糖代謝與淀逡逑粉合成相關(guān)酶。蔗糖代謝過(guò)程中蔗糖合酶與蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)酶發(fā)揮著重要的作用

逑主要有兩個(gè)途徑：色氨酸依賴(lài)途徑和非色氨酸依賴(lài)途徑。這兩種途徑中以色氨酸依賴(lài)途徑逡逑的研宄最多最深入，具體過(guò)程如圖１．２所示，根據(jù)色氨酸依賴(lài)途徑中ＩＡＡ合成中間產(chǎn)物的逡逑不同，可以劃分為四條合成通路：ｎ引噪－３－丙酮酸（ｉｎｄｏｌｅ－３－ｐｙｒｕｖｉｃａｃｉｄ，邋ＩＰＡ）途徑、色胺逡逑（ｔｒｙｐｔａｍｉｎｅ，邋ＴＡＭ）途徑、卩引噪乙醛辟（ｉｎｄｏｌｅ－３－ａｃｅｔａｌｄｏｘｉｍｅ，邋ＩＡＯｘ）途徑、卩引噪乙酰胺逡逑（ｉｎｄｏｌｅ－３－ａｃｅｔａｍｉｄｅ，ＩＡＭ）途徑（Ｚｈａｏ，邋２０１０）。這四個(gè)途徑都已經(jīng)被證實(shí)在遺傳和生物化逡逑學(xué)水平上與ＩＡＡ的合成相關(guān)，一些高溫或低溫等非生物因素或傷害也被證實(shí)在協(xié)同控制游逡逑離ＩＡＡ含量上也發(fā)揮重要作用（Ｚｈｕｅｔａｌ．，２０１５）。逡逑Ｃｈｏｒｉｓｍａｔｅ邋ＡＳＡ＇邋ＡｎｔｈｒａｎｉｌａｔｅＣｄＲＰＩＧＰ邐逡逑ＩＡ邐＞邐Ｉ逡逑Ｓｅｒｏｔｏｎｉｎ邐：邐ＣＱ邋＝逡逑ＴＡＮ１邐Ｌ－Ｔｒｐ邐Ｉｎｄｏｌｅ邐！逡逑Ｒ邐丨ｇ邐Ｄ－Ｔｒｐ邐！逡逑ＨＴＡＭ，卜邐ｋ邋；逡逑ｉ邋／邐；叫邋＼邐Ｔ０Ｈ＼逡逑一ｏｆ６邋0＾°邋｜＿逡逑ＳＡＨ邐ＩＡＯｘ邐ＩＡＭ邐ＩＡＤ邐ＩＰｙＡ邋ｊ｜逡逑｜ｓｕＲ＞邋１邐／邐／邋ｉｌ逡逑ｔ，ａ邋Ｉ邋／邋ｉ邋＾邋ｉ逡逑ＩｕＧＴ？４Ｂｌ邐ｙ邐二邋＾７邐：逡逑１邋

近年來(lái)研宄表明，植物內(nèi)細(xì)胞分裂素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制是一種類(lèi)似于細(xì)菌和真菌中雙元逡逑組分系統(tǒng)，其屮多級(jí)的組氨酸－天冬氨酸磷酸轉(zhuǎn)移被認(rèn)為是植物感知并傳輸細(xì)胞分裂素信號(hào)逡逑的機(jī)制（Ｈｗａｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２０１２），具體過(guò)程如圖１．５所示。當(dāng)細(xì)胞分裂素受體組氨酸激酶逡逑（ＨＫ２／３／４）識(shí)別到細(xì)胞分裂素信號(hào)后，激酶區(qū)保守的組氨酸自磷酸化并將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移逡逑至信號(hào)接收區(qū)保守的天冬氨酸上，隨后磷酸基團(tuán)又轉(zhuǎn)移至磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ＡＨＰｓ）上。磷酸逡逑化的ＡＨＰｓ進(jìn)入細(xì)胞核并將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至Ｂ型細(xì)胞分裂素反應(yīng)調(diào)節(jié)因子（ＲＲ）上，包括逡逑Ａ型反應(yīng)調(diào)節(jié)因子在內(nèi)的目標(biāo)基因轉(zhuǎn)錄被激活，隨后又被Ａ型ＲＲｓ負(fù)調(diào)控形成反饋調(diào)節(jié)機(jī)逡逑（Ｔｏ邋ａｎｄ邋Ｋｉｅｂｅｒ，邋２００８；邋Ｋｉｂａ邋ａｎｄ邋Ｓａｋａｋｉｂａｒａ，邋２０１０）0逡逑水稻細(xì)胞分裂素的雙元組分信號(hào)系統(tǒng)鑒定了邋３７個(gè)基因，包括５個(gè)／／Ｋｓ邋（ａｓ／／Ａ７逡逑基因，５邋個(gè)丨／／／＾邋（ＣＭ／／Ｐ／－５）基因，１５邋個(gè)邋Ａ邋型沿（０＾／？７－Ａ５）基因，７邋個(gè)邋Ｂ逡逑型你（0５r潰跡擔(dān)玻玻┗

本文編號(hào)：2825445