甘藍型油菜是我國主要的油料作物,需磷多,對缺磷敏感,最大栽培區(qū)（長江中下游）又位于我國土壤磷缺乏或嚴重缺乏的地區(qū)。因此,研究甘藍型油菜磷營養(yǎng)高效的遺傳機理,對于甘藍型油菜磷營養(yǎng)的遺傳改良具有重要的理論和實踐意義。含SPX保守結(jié)構(gòu)域的基因?qū)w內(nèi)磷穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)及磷信號調(diào)控的重要性在擬南芥和水稻中均有報道,但在其它作物中鮮有研究。本研究在全基因組水平上鑒定了甘藍型油菜中所有含SPX保守結(jié)構(gòu)域的基因（BnaSPXs）,分析了SPX家族各成員的序列特征和響應(yīng)磷脅迫的表達譜,并將BnaA2.SPX1和BnaC3.SPX1作為候選基因,對其潛在的調(diào)控磷信號的功能進行了研究。同時,以缺磷特異誘導(dǎo)表達基因BnaC3.SPX3為對象,對植物響應(yīng)低磷的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制進行研究。獲得的主要結(jié)果如下:1、甘藍型油菜SPX超家族基因成員的鑒定甘藍型油菜基因組中共有69個含SPX保守結(jié)構(gòu)域的基因（BnaSPXs）,其中67個基因不均勻地分布在甘藍型油菜的18條染色體上,且大部分基因位于染色體的臂末端,預(yù)示著它們有很高的基因重組概率。A9染色體上分布最多（11個）,A4染色體上分布最少（1個）。利用甘藍型油菜和擬南芥SPX... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

高等植物響應(yīng)低磷脅迫的生理生化適應(yīng)及發(fā)育和遺傳重組（Zhangetal.,2014）

圖 1.2 植物吸收 Pi 涉及的眾多生理生化過程中參與的轉(zhuǎn)錄因子（Chiou and Lin, 2011）。彩色線條指轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控模式。黑色線條顯示還未解釋清楚的調(diào)控模式，箭頭表示正調(diào)控，用短線頭結(jié)尾的直線表示負調(diào)控。Figure 1.2 The transcription factors involved in multiple processes in the acquisition ofinorganic phosphate (Pi) (Chiou and Lin, 2011). The colored lines indicate the mode of action at thelevels of transcription and posttranscription. Black lines represent still undefined modes.Arrowsdenote positive effects, whereas lines ending with a short bar indicate negative effects.1.3.2 microRNAs 和非編碼 RNAmicroRNAs（miRNAs）與非編碼 RNA 是生物體內(nèi)廣泛存在的信號分子，在植物的生長發(fā)育調(diào)控和逆境響應(yīng)過程中發(fā)揮多種重要的調(diào)節(jié)功能（Sunkar et al., 2012;Zeng et al., 2014）。目前已發(fā)現(xiàn)植物中存在 42 個 miRNA 家族，其中保守家族為 24個。在缺 Pi 的組織中，有一個明顯受缺磷誘導(dǎo)表達的 miRNA 和一個非編碼 RNA，分別為 miRNA399 和 IPS1/At4，它們都是缺磷誘導(dǎo)表達的標(biāo)記基因，且兩者均受到

圖 1.3 植物根細胞中磷信號網(wǎng)絡(luò) (劉于等，2015)。Figure 1.3 Pi signaling network in plant root cells (劉于等，2015).1.3.4 順式作用元件對基因表達調(diào)控的影響啟動子的表達模式及表達強度在很大程度上取決于順式作用元件與反式作用因子的互作，因此研究基因轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控的一個很重要的方面就是分析鑒定順式作用元件以及與其互作的反式作用因子。在已測序的模式植物擬南芥基因組中，鑒定到近 70 個轉(zhuǎn)錄因子家族，它們廣泛地參與植物的各個生理過程。越來越多的研究表明：轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的順式元件的結(jié)構(gòu)及組成，對基因表達有重要的調(diào)控作用(Segaland Widom, 2009; Spitz and Furlong, 2012)。一個啟動子的結(jié)構(gòu)包括區(qū)域內(nèi)所有元件（包括基本轉(zhuǎn)錄裝置如 TATAbox 和順式作用元件）的位置、數(shù)目及邊框序列，這些均會影響啟動子的活性，此外，不同基因間啟動子的結(jié)構(gòu)變異很大，這樣即使被相同的轉(zhuǎn)錄因子所調(diào)控也可以展示出不同的表達活性（Zhu et al., 2015）。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]轉(zhuǎn)基因改良水稻磷吸收效率的策略[J]. 劉于,孔玉珠,劉慧麗,莫肖蓉.  植物生理學(xué)報. 2015(08)
[2]Molecular mechanisms underlying phosphate sensing, signaling, and adaptation in plants[J]. Zhaoliang Zhang,Hong Liao,William J.Lucas.  Journal of Integrative Plant Biology. 2014(03)
[3]小麥鹽脅迫相關(guān)基因TaMYB32的克隆與分析[J]. 張立超,趙光耀,賈繼增,孔秀英.  作物學(xué)報. 2009(07)
[4]施磷對越冬期高羊茅生長、養(yǎng)分吸收及抗寒性的影響[J]. 魯劍巍,鄒娟,周世利,蔣細旺,叢紅霞,徐艷麗.  草地學(xué)報. 2008(05)
[5]氮磷鉀肥對高羊茅生長及抗寒性的影響[J]. 徐艷麗,魯劍巍,周世力,蔣細旺,王運華.  植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2007(06)
[6]土壤磷素的化學(xué)組分及其植物有效性[J]. 向萬勝,黃敏,李學(xué)垣.  植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2004(06)
[7]土壤磷素水平和水體環(huán)境保護[J]. 魯如坤.  磷肥與復(fù)肥. 2003(01)
[8]不同供磷水平小麥苗期根系特征與其相對產(chǎn)量的關(guān)系[J]. 孫海國,張福鎖,楊軍芳.  華北農(nóng)學(xué)報. 2001(03)

博士論文
[1]油菜缺磷誘導(dǎo)表達基因BnSPX3和BnIPS1及其啟動子的分離與鑒定[D]. 楊廣哲.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011



本文編號：3243125