水稻低溫條件下葉綠體發(fā)育必需基因TSV2的克隆與功能分析
發(fā)布時間:2021-07-07 22:39
葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的半自主性細(xì)胞器,它的正常合成需要相關(guān)核基因和質(zhì)基因共同調(diào)控。當(dāng)其中某個基因發(fā)生突變時,可能會影響葉綠體的正常發(fā)育和光合色素的正常合成,從而引起葉色異常,甚至導(dǎo)致植株死亡。其中低溫脅迫是影響水稻生長的一種主要的非生物脅迫,水稻在低溫環(huán)境下會產(chǎn)生一系列的生理及代謝異常。特別在幼苗發(fā)育階段,低溫會降低發(fā)芽率以及延緩葉片的形成與轉(zhuǎn)綠等。本研究通過對粳稻品種嘉花1號60Coγ射線誘變處理,篩選獲得一個低溫敏感白化突變體tsv2,對其進(jìn)行生理性狀分析、圖位克隆、敲除互補驗證、亞細(xì)胞定位、生物信息學(xué)分析以及相關(guān)功能分析,得出以下結(jié)論:1.在20℃低溫環(huán)境下,突變體tsv2苗期呈現(xiàn)白化表型,葉綠體結(jié)構(gòu)異常,最終在4葉期后死亡。隨著環(huán)境溫度的升高,葉片顏色逐漸恢復(fù),突變體葉色的變化與葉綠素(Chl)含量和葉綠體發(fā)育相對應(yīng)。當(dāng)32℃時,突變體的葉片顏色恢復(fù)成正常綠色。2.培矮64S與tsv2雜交產(chǎn)生的F2代群體遺傳分析結(jié)果表明該性狀是受單個的隱性核基因TSV2控制。通過兩個群體(培矮64S/tsv2,93-11/tsv2)的圖位克隆...
【文章來源】:上海師范大學(xué)上海市
【文章頁數(shù)】:51 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
野生型WT和突變體tsv2在不同溫度環(huán)境下的表型
圖 3-2 野生型 WT 和突變體 tsv2 在不同溫度環(huán)境下的光合色素含量3.3 葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)觀察水稻葉片顏色的改變通常還伴隨著葉綠體的發(fā)育異常。為了驗證這一觀點,
在 20℃和 32℃環(huán)境下的 WT 細(xì)胞(圖3-3)含有具有良好組織的層狀結(jié)構(gòu)的正常葉綠體,并且存在有正常堆積的類囊體。 相比之下突變體 tsv2 在 20℃環(huán)境下的絕大多數(shù)細(xì)胞只含較少量的葉綠體,并且嚴(yán)重空泡化和缺乏有組織的基粒。而在 32℃環(huán)境下的突變體 tsv2 細(xì)胞與野生型細(xì)胞沒有明顯的差異。由此證明,低溫脅迫會導(dǎo)致突變體 tsv2 的葉綠體異常與光合色素的積累減少,從而產(chǎn)生葉色突變表型;高溫環(huán)境下突變體 tsv2 的葉綠體發(fā)育與光合色素的積累沒有受到顯著影響,葉片呈現(xiàn)綠色表型。又一次表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物耐受低溫脅迫研究進(jìn)展[J]. 趙慧,趙一博,郭江波,辛翠花. 種子. 2017(05)
[2]植物應(yīng)答低溫脅迫的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展[J]. 劉輝,李德軍,鄧治. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(18)
[3]水稻幼苗葉色溫敏感突變體的鑒定及其基因定位[J]. 江少華,周華,林冬枝,董彥君,葉勝海,張小明. 中國水稻科學(xué). 2013(04)
[4]外源甜菜堿對干旱脅迫下小麥幼苗葉綠體抗氧化酶及psbA基因表達(dá)的調(diào)節(jié)[J]. 侯鵬飛,馬俊青,趙鵬飛,張歡玲,趙會杰,劉華山,趙一丹,汪月霞. 作物學(xué)報. 2013(07)
[5]光敏色素B正調(diào)控水稻葉綠素合成和葉綠體的發(fā)育[J]. 趙杰,周晉軍,顧建偉,錢鳳芹,謝先芝. 中國水稻科學(xué). 2012(06)
[6]葉綠體基因編碼蛋白質(zhì)在水稻葉片生長過程中的表達(dá)研究[J]. 蘭金蘋,李莉云,賈霖,曹英豪,白輝,陳浩,劉勝南,吳琳,劉國振. 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2011(07)
[7]水稻葉片葉綠體發(fā)育分子機制的研究進(jìn)展[J]. 趙劍,吳軍,林冬枝,董彥君. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(07)
[8]谷氨酰tRNA合成酶轉(zhuǎn)基因擬南芥的生長特性分析[J]. 祝欣,何菡,姜維嘉,王健美,李旭鋒,楊毅. 四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(03)
[9]低溫脅迫對水稻幼苗抗冷性的影響[J]. 王晨光,王希,蒼晶,楊麗娟. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2004(02)
[10]氨酰tRNA合成酶的分子網(wǎng)絡(luò)和功能[J]. 賈捷,金由辛. 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2004(04)
博士論文
[1]水稻黃綠葉基因ygl1的圖位克隆及功能分析[D]. 吳自明.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]植物中氨酰tRNA合成酶及相應(yīng)tRNA的統(tǒng)計分析[D]. 張玉玉.中國科學(xué)院北京基因組研究所 2013
本文編號:3270498
【文章來源】:上海師范大學(xué)上海市
【文章頁數(shù)】:51 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
野生型WT和突變體tsv2在不同溫度環(huán)境下的表型
圖 3-2 野生型 WT 和突變體 tsv2 在不同溫度環(huán)境下的光合色素含量3.3 葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)觀察水稻葉片顏色的改變通常還伴隨著葉綠體的發(fā)育異常。為了驗證這一觀點,
在 20℃和 32℃環(huán)境下的 WT 細(xì)胞(圖3-3)含有具有良好組織的層狀結(jié)構(gòu)的正常葉綠體,并且存在有正常堆積的類囊體。 相比之下突變體 tsv2 在 20℃環(huán)境下的絕大多數(shù)細(xì)胞只含較少量的葉綠體,并且嚴(yán)重空泡化和缺乏有組織的基粒。而在 32℃環(huán)境下的突變體 tsv2 細(xì)胞與野生型細(xì)胞沒有明顯的差異。由此證明,低溫脅迫會導(dǎo)致突變體 tsv2 的葉綠體異常與光合色素的積累減少,從而產(chǎn)生葉色突變表型;高溫環(huán)境下突變體 tsv2 的葉綠體發(fā)育與光合色素的積累沒有受到顯著影響,葉片呈現(xiàn)綠色表型。又一次表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物耐受低溫脅迫研究進(jìn)展[J]. 趙慧,趙一博,郭江波,辛翠花. 種子. 2017(05)
[2]植物應(yīng)答低溫脅迫的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展[J]. 劉輝,李德軍,鄧治. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(18)
[3]水稻幼苗葉色溫敏感突變體的鑒定及其基因定位[J]. 江少華,周華,林冬枝,董彥君,葉勝海,張小明. 中國水稻科學(xué). 2013(04)
[4]外源甜菜堿對干旱脅迫下小麥幼苗葉綠體抗氧化酶及psbA基因表達(dá)的調(diào)節(jié)[J]. 侯鵬飛,馬俊青,趙鵬飛,張歡玲,趙會杰,劉華山,趙一丹,汪月霞. 作物學(xué)報. 2013(07)
[5]光敏色素B正調(diào)控水稻葉綠素合成和葉綠體的發(fā)育[J]. 趙杰,周晉軍,顧建偉,錢鳳芹,謝先芝. 中國水稻科學(xué). 2012(06)
[6]葉綠體基因編碼蛋白質(zhì)在水稻葉片生長過程中的表達(dá)研究[J]. 蘭金蘋,李莉云,賈霖,曹英豪,白輝,陳浩,劉勝南,吳琳,劉國振. 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2011(07)
[7]水稻葉片葉綠體發(fā)育分子機制的研究進(jìn)展[J]. 趙劍,吳軍,林冬枝,董彥君. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(07)
[8]谷氨酰tRNA合成酶轉(zhuǎn)基因擬南芥的生長特性分析[J]. 祝欣,何菡,姜維嘉,王健美,李旭鋒,楊毅. 四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(03)
[9]低溫脅迫對水稻幼苗抗冷性的影響[J]. 王晨光,王希,蒼晶,楊麗娟. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2004(02)
[10]氨酰tRNA合成酶的分子網(wǎng)絡(luò)和功能[J]. 賈捷,金由辛. 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2004(04)
博士論文
[1]水稻黃綠葉基因ygl1的圖位克隆及功能分析[D]. 吳自明.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]植物中氨酰tRNA合成酶及相應(yīng)tRNA的統(tǒng)計分析[D]. 張玉玉.中國科學(xué)院北京基因組研究所 2013
本文編號:3270498
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