植物葉綠體是光合作用及多種代謝物合成和積累的主要場(chǎng)所。葉綠體有自身的基因組,但其基因表達(dá)及轉(zhuǎn)錄調(diào)控受核基因編碼的相關(guān)蛋白調(diào)節(jié)。本研究的對(duì)象是一個(gè)經(jīng)⁶⁰Co輻射誘變得到的白條紋突變體wsl4。突變體在葉片發(fā)育早期表現(xiàn)出白條紋表型,葉綠素含量降低,葉綠體發(fā)育受阻。我們用圖位克隆的方法分離到目的基因WSL4,并探究了其生物學(xué)功能,主要研究結(jié)果如下。（1）白條紋突變體wsl4的白色部分無(wú)葉綠體或者只有少量無(wú)類囊體結(jié)構(gòu)的未成熟葉綠體。wsl4在20℃（C20）的條件下完全白化,是一個(gè)溫度敏感的突變體。（2）突變體wsl4的白條紋表型受單隱性核基因控制。通過(guò)精細(xì)定位,我們將目標(biāo)基因定位在第2染色體長(zhǎng)臂86 kb區(qū)間內(nèi)。測(cè)序發(fā)現(xiàn)突變體第7個(gè)開(kāi)放閱讀框從ATG起始的1330和1331bp處缺失2個(gè)堿基。轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)和RNAi干擾實(shí)驗(yàn)證實(shí)LOC_Os02g35750是目的基因,命名為WSL4（WHITE STRIPE LEAF4）。WSL4編碼一個(gè)由12個(gè)PPR基序組成的PPR蛋白,屬于P亞家族,與葉綠體擬核Marker共定位。WSL4在水稻各個(gè)組織中都有表達(dá),幼... 

【文章頁(yè)數(shù)】：98 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
英文縮略表
第一章 引言
    1.1 葉綠體的起源與分化發(fā)育
        1.1.1 葉綠體的起源
        1.1.2 葉綠體的分化發(fā)育
    1.2 葉綠體基因組的結(jié)構(gòu)與表達(dá)調(diào)控
        1.2.1 葉綠體基因組的結(jié)構(gòu)特征與轉(zhuǎn)錄
        1.2.2 葉綠體基因的轉(zhuǎn)錄后加工與調(diào)控
        1.2.3 葉綠體基因內(nèi)含子的剪接
    1.3 葉色突變體的來(lái)源與分類
        1.3.1 葉色突變體的來(lái)源
        1.3.2 葉色突變體的分類
    1.4 葉色突變體相關(guān)基因的克隆
        1.4.1 葉綠素相關(guān)基因的克隆
        1.4.2 葉綠體蛋白酶相關(guān)基因的克隆
        1.4.3 葉綠體RNA聚合酶相關(guān)基因的克隆
        1.4.4 葉綠體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因的克隆
        1.4.5 離子通道蛋白相關(guān)基因的克隆
        1.4.6 其他葉色突變體基因的克隆
    1.5 PPR蛋白的研究概況
        1.5.1 PPR蛋白的結(jié)構(gòu)特征與分類
        1.5.2 PPR蛋白的分布
        1.5.3 PPR蛋白的亞細(xì)胞定位
        1.5.4 PPR蛋白的生物學(xué)功能
        1.5.5 PPR蛋白對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響
    1.6 本研究的目的與意義
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料與種植條件
    2.2 突變體wsl4的表型鑒定
    2.3 葉綠素含量的測(cè)定
    2.4 葉綠體透射電鏡觀察
    2.5 RNA提取與反轉(zhuǎn)錄
        2.5.1 RNA提取
        2.5.2 RNA的反轉(zhuǎn)錄
    2.6 農(nóng)藝性狀調(diào)查
    2.7 WSL4的精細(xì)定位
        2.7.1 WSL4的遺傳分析
        2.7.2 水稻樣品DNA的提取
        2.7.3 標(biāo)記篩選與引物開(kāi)發(fā)
        2.7.4 PCR擴(kuò)增
        2.7.5 非變性PAGE凝膠電泳
    2.8 候選基因的預(yù)測(cè)與測(cè)序
    2.9 轉(zhuǎn)基因載體的構(gòu)建
    2.10 遺傳轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)基因鑒定
        2.10.1 遺傳轉(zhuǎn)化
        2.10.2 轉(zhuǎn)基因植株鑒定
    2.11 熒光定量PCR反應(yīng)
    2.12 WSL蛋白的亞細(xì)胞定位
    2.13 氨基酸序列比對(duì)和進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建
    2.14 RNA剪接分析實(shí)驗(yàn)
    2.15 RNA編輯分析實(shí)驗(yàn)
    2.16 Western blot
    2.17 Northern blot
第三章 結(jié)果與分析
    3.1 wsl4葉片表型與葉綠體超微結(jié)構(gòu)觀察
    3.2 不同溫度下wsl4的表型觀察
    3.3 農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果
    3.4 wsl4突變體中相關(guān)基因的表達(dá)
    3.5 WSL4基因的精細(xì)定位
        3.5.1 wsl4突變體的遺傳分析
        3.5.2 WSL4基因的精細(xì)定位
    3.6 候選基因的確定
    3.7 WSL4基因的轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)與干擾驗(yàn)證
    3.8 WSL4基因的表達(dá)模式分析
    3.9 WSL4蛋白的亞細(xì)胞定位
    3.10 進(jìn)化樹(shù)分析和同源蛋白序列比對(duì)分析
    3.11 質(zhì)體編碼蛋白的western blot分析
    3.12 RNA編輯分析
    3.13 RNA剪接分析
第四章 討論與結(jié)論
    4.1 wsl4是一個(gè)新的水稻葉片白條紋突變體
    4.2 WSL4影響葉片早期葉綠體的發(fā)育
    4.3 WSL4基因的缺失導(dǎo)致了白條紋表型
    4.4 wsl4的表型和WSL4基因的表達(dá)受溫度影響
    4.5 WSL4是一個(gè)新的定位在葉綠體擬核中的P亞家族蛋白
    4.6 WSL4影響質(zhì)體編碼基因和質(zhì)體蛋白的表達(dá)
    4.7 WSL4影響葉綠體II類內(nèi)含子基因的剪接
    4.8 WSL4間接影響rpoB基因的編輯效率
    4.9 本研究的創(chuàng)新之處
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
作者簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]OspTAC2 encodes a pentatricopeptide repeat protein and regulates rice chloroplast development[J]. Dekai Wang,Heqin Liu,Guowei Zhai,Liangsheng Wang,Jianfeng Shao,Yuezhi Tao.  Journal of Genetics and Genomics. 2016(10)
[2]The rice OsV4 encoding a novel pentatricopeptide repeat protein is required for chloroplast development during the early leaf stage under cold stress[J]. Xiaodi Gong,Qianqian Su,Dongzhi Lin,Quan Jiang,Jianlong Xu,Jianhui Zhang,Sheng Teng,Yanjun Dong.  Journal of Integrative Plant Biology. 2014(04)
[3]水稻突變體與功能基因組學(xué)[J]. 郭龍彪,儲(chǔ)成才,錢(qián)前.  植物學(xué)通報(bào). 2006(01)



本文編號(hào)：3716374