本文關(guān)鍵詞：核苷酸轉(zhuǎn)移酶參與擬南芥開(kāi)花調(diào)控及水稻非生物脅迫響應(yīng)的機(jī)制研究

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【摘要】：核苷酸轉(zhuǎn)移酶(NTP)能對(duì)成熟小分子RNA的3’端進(jìn)行修飾,從而影響它們的穩(wěn)定性。本課題組的前期研究發(fā)現(xiàn),HESO1和URT1是在擬南芥中首次發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)NTPs。在擬南芥hen1突變體中,HESO1和URT1能對(duì)miRNA的3’端進(jìn)行尿苷化,導(dǎo)致miRNA降解,結(jié)果使其靶基因在細(xì)胞中積累。而在擬南芥野生型Col中,NTP基因的突變并不影響miRNA的水平。因此,本論文探究NTPs在植物生長(zhǎng)模式切換(如營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)到生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變,植物生長(zhǎng)環(huán)境變化等)中的生物學(xué)意義。最早在植物擬南芥中發(fā)現(xiàn)的核苷酸轉(zhuǎn)移酶HESO1和URT1能對(duì)未甲基化的miRNA 3’端非模板地添加尿苷酸,從而導(dǎo)致miRNA的降解。為了研究其是否對(duì)mRNA的3’端具有同樣的修飾功能,本文首先通過(guò)RNA Seq,分析擬南芥heso1和heso1urt1突變體中差異表達(dá)的基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與野生型相比,heso1和heso1urt1突變體中與開(kāi)花相關(guān)的油質(zhì)蛋白表達(dá)量差異明顯,該結(jié)果通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證。由于油質(zhì)蛋白主要在種子和特定的花期中表達(dá),因此我們對(duì)heso1和urt1突變體(在野生型Col背景下),以及heso1和heso1urt1突變體(在野生型Ler背景下)開(kāi)花時(shí)間進(jìn)行觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn)heso1,urt1和heso1urt1突變體與野生型相比均具有提前開(kāi)花的現(xiàn)象。為了進(jìn)一步確定這一現(xiàn)象,我們通過(guò)蓮座葉數(shù)目統(tǒng)計(jì)及在野生型Col中轉(zhuǎn)入過(guò)表達(dá)載體35S::HESO1,最終確定了heso1、urt1和heso1urt1突變體的早花表型。為了探究HESO1和URT1影響的開(kāi)花通路,我們通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析heso1和urt1突變體中與開(kāi)花相關(guān)基因表達(dá)量變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)日照和短日照的情況下,開(kāi)花相關(guān)基因FRI和SOC1的表達(dá)量有明顯變化。后續(xù)研究將進(jìn)一步確定HESO1和URT1影響的具體通路,并探索HESO1和URT1影響開(kāi)花的分子機(jī)制。另外,我們根據(jù)擬南芥NTP基因的核心結(jié)構(gòu)域?qū)ふ液秃Y選存在于水稻、棉花、高粱、馬鈴薯、玉米及蕪菁等重要經(jīng)濟(jì)作物中含有該結(jié)構(gòu)域的基因。通過(guò)構(gòu)建進(jìn)化樹(shù)發(fā)現(xiàn),NTPs均存在于以上植物中,并在以上植物中高度保守。對(duì)水稻13個(gè)NTP基因進(jìn)行生物信息學(xué)分析,研究其基因的基本特點(diǎn)、核心結(jié)構(gòu)域在基因組上的位置,結(jié)果發(fā)現(xiàn)水稻中不同的NTP基因雖然具有共同的結(jié)構(gòu)域,但其蛋白產(chǎn)物的酸堿性不同,核心結(jié)構(gòu)域NTP_transf_2主要分布在基因的N端,除了核心結(jié)構(gòu)域NTP_transf_2,部分NTP基因還存在PAP_assoc結(jié)構(gòu)域,而PAP_assoc結(jié)構(gòu)域主要在基因的C端。根據(jù)NTP基因在水稻不同發(fā)育階段和組織中的表達(dá)量分析發(fā)現(xiàn),NTP存在于水稻不同的發(fā)育階段和組織中,這與它們?cè)谥参矬w內(nèi)可能發(fā)揮的功能有關(guān)。對(duì)水稻13個(gè)NTP基因的啟動(dòng)子區(qū)域進(jìn)行功能元件分析,發(fā)現(xiàn)NTP基因的啟動(dòng)子均含有與脅迫相關(guān)的啟動(dòng)子響應(yīng)原件。為了進(jìn)一步探索NTP基因在植物非生物脅迫響應(yīng)中功能,我們利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR的方法分析了水稻中這些基因在非生物脅迫以及植物激素ABA處理下的表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn),部分水稻NTP基因在熱脅迫、干旱脅迫和冷脅迫下的表達(dá)量有明顯變化。這些結(jié)果表明,水稻NTP基因在植物非生物脅迫響應(yīng)中發(fā)揮功能。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳鵬程;顧志敏;;植物調(diào)控鹽脅迫下離子動(dòng)態(tài)平衡[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年20期

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本文編號(hào)：1298122