水稻籽粒灌漿過程是稻米產(chǎn)量形成和品質(zhì)構(gòu)建的關(guān)鍵階段,其生理和分子機理的探究一直是研究重點和難點。水稻籽粒灌漿過程實質(zhì)是同化物向籽粒充實和積累的過程,此過程受包括生長素和細(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制研究正逐步展開。OsU496A是一個在水稻籽粒胚乳中特異性表達的未知功能的膜蛋白。本研究以O(shè)sU496A干擾表達轉(zhuǎn)基因水稻株系(RNAi-37)、過表達轉(zhuǎn)基因水稻株系(OX-43)和野生型(日本晴,WT)水稻為材料,通過對灌漿過程中籽粒內(nèi)源生長素和細(xì)胞分裂素含量、相關(guān)基因表達情況以及外源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)鍵酶基因的表達情況的測定,研究了 OsU496A在生長素和細(xì)胞分裂素調(diào)控水稻籽粒灌漿過程中的作用,主要結(jié)果如下:1.OsU496 干擾表達轉(zhuǎn)基因水稻(RNAi-37)籽粒內(nèi)生長素(IAA)和細(xì)胞分裂素(CTK)含量在整個灌漿過程中都顯著低于野生型,而過表達轉(zhuǎn)基因水稻(OX-43)籽粒內(nèi)IAA和CTK含量峰值略高于野生型,但沒有顯著差異。RNAi-37和OX-43籽粒內(nèi)生長素和細(xì)胞分裂素代謝和調(diào)控相關(guān)基因的表達情況的測定結(jié)果表明,OsU496A參與了水稻籽粒內(nèi)IAA的合成與運輸過程以及細(xì)胞分裂素的分解過程,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)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。2.外源IAA和6-BA處理可促進野生型水稻籽粒灌漿過程中OsU496A的表達。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OX-43粒重增加不明顯。水稻籽粒灌漿動態(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,同時顯著降低了RNAi-3 籽�；钴S灌漿期D以及達到最大灌漿速率的時間Tmax從而顯著地提高其灌漿效率。進一步分析籽粒蔗糖—淀粉代謝、轉(zhuǎn)化關(guān)鍵酶活性和基因表達情況表明,OsU496A可通過參與生長素和細(xì)胞分裂素對蔗糖—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)控過程,促進同化物的轉(zhuǎn)化與淀粉合成,進而影響籽粒的粒重,從而正向調(diào)控了生長素和細(xì)胞分裂素介導(dǎo)的水稻籽粒灌漿過程。3.采用酵母雙雜交技術(shù)在水稻cDNA文庫里篩選得到54個陽性酵母克隆。其中E3泛素連接酶蛋白編碼基因ARI2陽性克隆點最多,達到26個。綜上所述,推測OsU496A可能是通過與E3泛素連接酶相互作用,促進IAA轉(zhuǎn)錄抑制因子的降解,從而激活生長素轉(zhuǎn)錄因子,引起下游生長素調(diào)控基因的表達,提高籽粒中灌漿相關(guān)酶活性,從而正向調(diào)控水稻籽粒灌漿進程;另一方面,OsU496A可通過抑制細(xì)胞分裂素氧化酶基因的表達,從而增加了籽粒內(nèi)細(xì)胞分裂素含量,進而正向調(diào)控細(xì)胞分裂素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,促進水稻籽粒灌漿。本結(jié)果初步探明了 OsU496A在生長素和細(xì)胞分裂素調(diào)控的水稻籽粒灌漿過程中的作用,可為進一步解析OsU496A的功能和提高水稻的產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：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－�。矗迹剩椋酰悖幔铄义线姡掊澹姡义希欤浚惧澹簦樱�？？ｉ？Ｋ邋ｊｍｐｍｐｅｒ邋ｂｒ？ｃｗｒＷ？＞邋？、、＇邋｜逡逑ＤＭ，邐慕逡逑Ａｍ％邋�。�？｛＞ｃｃ（ｉｔｔ逡逑圖１．１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灌漿的影響逡逑水稻籽粒灌漿過程中，同化物代謝和轉(zhuǎn)運相關(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。蔗糖代謝過程中蔗糖合酶與蔗糖轉(zhuǎn)運酶發(fā)揮著重要的作用

逑主要有兩個途徑：色氨酸依賴途徑和非色氨酸依賴途徑。這兩種途徑中以色氨酸依賴途徑逡逑的研宄最多最深入，具體過程如圖１．２所示，根據(jù)色氨酸依賴途徑中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）。這四個途徑都已經(jīng)被證實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

近年來研宄表明，植物內(nèi)細(xì)胞分裂素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制是一種類似于細(xì)菌和真菌中雙元逡逑組分系統(tǒng)，其屮多級的組氨酸－天冬氨酸磷酸轉(zhuǎn)移被認(rèn)為是植物感知并傳輸細(xì)胞分裂素信號逡逑的機制（Ｈｗａｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２０１２），具體過程如圖１．５所示。當(dāng)細(xì)胞分裂素受體組氨酸激酶逡逑（ＨＫ２／３／４）識別到細(xì)胞分裂素信號后，激酶區(qū)保守的組氨酸自磷酸化并將磷酸基團轉(zhuǎn)移逡逑至信號接收區(qū)保守的天冬氨酸上，隨后磷酸基團又轉(zhuǎn)移至磷酸轉(zhuǎn)運蛋白（ＡＨＰｓ）上。磷酸逡逑化的ＡＨＰｓ進入細(xì)胞核并將磷酸基團轉(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系統(tǒng)鑒定了邋３７個基因，包括５個／／Ｋｓ邋（ａｓ／／Ａ７逡逑基因，５邋個丨／／／＾邋（ＣＭ／／Ｐ／－５）基因，１５邋個邋Ａ邋型沿（０＾／？７－Ａ５）基因，７邋個邋Ｂ逡逑型你（0５r潰跡擔(dān)玻玻┗

本文編號：2825445