二穗短柄草BdWAR1在生長(zhǎng)素與脫落酸信號(hào)途徑中的功能研究
發(fā)布時(shí)間：2022-02-12 03:52
生長(zhǎng)素和脫落酸是兩種非常重要的植物激素,它們之間既相互獨(dú)立又協(xié)調(diào)地調(diào)控植物種子萌發(fā)、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、種子成熟和休眠等生長(zhǎng)發(fā)育與環(huán)境脅迫的各個(gè)過(guò)程。當(dāng)植物體內(nèi)生長(zhǎng)素增多時(shí),AUX/IAAs被生長(zhǎng)素受體SCFTIR1/AFBs泛素化,隨后被26S蛋白酶體降解,從而釋放ARFs,并進(jìn)一步調(diào)控下游生長(zhǎng)素相關(guān)基因的表達(dá)。脫落酸的主要功能是抑制生長(zhǎng)和調(diào)節(jié)植物對(duì)脅迫的響應(yīng)。當(dāng)植物體內(nèi)ABA水平升高后,PP2Cs的磷酸酶活性被降低,SnRK2s磷酸激酶活性升高,從而激活下游轉(zhuǎn)錄因子ABI3,ABI5等ABA相關(guān)蛋白的表達(dá)。近年來(lái),生長(zhǎng)素和脫落酸兩個(gè)信號(hào)途徑的交互作用逐漸成為發(fā)育生物學(xué)的研究熱點(diǎn)。而在A(yíng)BA和生長(zhǎng)素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中,特別是信號(hào)被受體接受后和下游轉(zhuǎn)錄因子被激活之前有沒(méi)有交互作用,目前為止研究甚少。本研究的目的旨在禾本科中尋找新的互作方式來(lái)進(jìn)一步研究ABA與生長(zhǎng)素協(xié)同調(diào)控植物發(fā)育的復(fù)雜性。我們通過(guò)對(duì)二穗短柄草突變體庫(kù)的篩選得到一株對(duì)生長(zhǎng)素弱敏感的突變體由此展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究,得到結(jié)果如下:（1）通過(guò)對(duì)30株二穗短柄草T-DNA插入突變體的篩選,我們得到一株對(duì)生長(zhǎng)素弱響應(yīng)的突變體,并將...
【文章來(lái)源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
二穗短柄草染色體與小麥染色體間的同源性比較
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文7的染色體加倍大概在五六萬(wàn)年前，比上述作物分化時(shí)間要早，但比水稻晚（TheInternationalBrachypodiumInitinative,2010）。因此，與水稻相比，短柄草與谷類(lèi)作物親緣關(guān)系更為接近（如圖1-2）。圖1-2二穗短柄草與其他禾本科作物進(jìn)化關(guān)系圖（Opanowiczetal.,2008）Fig.1-2SchematicphylogeneticrelationshipofB.distachyontootherGramineae(Opanowiczetal.,2008)1.2.3二穗短柄草易遺傳轉(zhuǎn)化目前已經(jīng)有很成熟的基于農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化二穗短柄草的方法（Bablaketal.,1995；Vogeletal.,2006；SogutmazandBudak,2018），農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化二穗短柄草約在22-31周就可以完成（如圖1-3）。通常，愈傷組織是從發(fā)育不成熟的種子中分離出來(lái)的，轉(zhuǎn)化成功率約為50%。使用基于農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化方法，很多二穗短柄草T-DNA插入的突變體文庫(kù)已生成，例如BrachyTAG（JohnInnesCenter，Norwich，UK）包含約4,117個(gè)Bd21背景的T-DNA插入株系（Tholeetal.,2010），但目前無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)。第二個(gè)可供用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)的T-DNA文庫(kù)由USDA和DOE-JGI共同建立，其中包含23,649個(gè)以Bd21為背景的T-DNA插入突變體（Braggetal.,2012）。二穗短柄草突變體庫(kù)的構(gòu)建是探討單子葉植物生物學(xué)各類(lèi)研究的寶貴資源。鑒于現(xiàn)在很多學(xué)術(shù)資源的開(kāi)放性，且二穗短柄草適合谷類(lèi)作物功能學(xué)遺傳研究，使得該物種已經(jīng)迅速成為各種作物性狀研究的模型，包括但不限于細(xì)胞壁生物學(xué)、春化、進(jìn)化生物學(xué)、根的發(fā)育、宿主-微生物/微生物群的相互作用，以及對(duì)非生物脅迫的反應(yīng)等的研究。
二穗短柄草BdWAR1在生長(zhǎng)素與脫落酸信號(hào)途徑中的功能研究8圖1-3農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化二穗短柄草概述(Braggetal.,2015)Fig.1-3OverviewoftheBrachypodiumAgrobacterium-basedtransformationpipeline(Braggetal.,2015)1.3二穗短柄草非生物脅迫研究植物非生物脅迫耐受機(jī)制的研究對(duì)農(nóng)業(yè)非常重要，這也許可以使育種者開(kāi)發(fā)出能夠抵御氣候變化和極端環(huán)境的優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物。二穗短柄草是研究影響主要谷物非生物脅迫反應(yīng)的遺傳學(xué)和基因組學(xué)的有用模型。如前文所述，二穗短柄草及其同類(lèi)種屬?gòu)V泛生長(zhǎng)在溫帶環(huán)境，因此為研究人員提供了利用這種遺傳多樣性研究適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝头巧锩{迫因素的機(jī)會(huì)。由于對(duì)溫帶氣候的適應(yīng)性和常見(jiàn)的C3光合作用機(jī)制，二穗短柄草非生物脅迫響應(yīng)也密切反映了小麥、大麥和黑麥的響應(yīng)（DesMaraisandJuenger,2016）。隨著高通量表型成像技術(shù)的發(fā)展，在過(guò)去十年中，與脅迫相關(guān)的復(fù)雜性狀的篩選工作日趨成熟（Fahlgrenetal.,2015）。最近，科研工作者通過(guò)使用熱成像技術(shù)篩選葉片溫度的方法，鑒定出幾種耐旱的野生型二穗短柄草株系（Ruízetal.,2016）。野生物種是從伊比利亞半島的降雨和溫度模式不同的地理區(qū)域收集的。與不適應(yīng)干旱條件的株系相比，適應(yīng)干旱的基因型在干旱脅迫下具有較高的葉片溫度，這與氣孔關(guān)閉增加和蒸散量降低相一致（Jones,1999）。這些耐干旱以及干旱敏感株系的進(jìn)一步分子和遺傳特征的研究無(wú)疑將有助于解釋其潛在機(jī)制。在四類(lèi)非生物脅迫中，包括熱、高鹽、干旱和寒冷脅迫，二穗短柄草株系經(jīng)過(guò)不同的非生物脅迫處理后表現(xiàn)出不同的轉(zhuǎn)錄組的變化（Priestetal.,2014）�；蚬脖磉_(dá)網(wǎng)絡(luò)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脫落酸通過(guò)影響生長(zhǎng)素合成及分布抑制擬南芥主根伸長(zhǎng)[J]. 袁冰劍,張森磊,曹萌萌,王志娟,李霞. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2014(11)
[2]Abscisic Acid Receptors:Past,Present and Future[J]. David J.Weston. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(06)
[3]Auxin distribution and transport during embryogenesis and seed germi-nation of Arabidopsis[J]. NI DI AN, LING JIAN WANG, CHUN HONG DING, ZHI HONG XU, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032, China College of Bioscience, East China Normal University, Shangha. Cell Research. 2001(04)
本文編號(hào)：3621211
【文章來(lái)源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
二穗短柄草染色體與小麥染色體間的同源性比較
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文7的染色體加倍大概在五六萬(wàn)年前，比上述作物分化時(shí)間要早，但比水稻晚（TheInternationalBrachypodiumInitinative,2010）。因此，與水稻相比，短柄草與谷類(lèi)作物親緣關(guān)系更為接近（如圖1-2）。圖1-2二穗短柄草與其他禾本科作物進(jìn)化關(guān)系圖（Opanowiczetal.,2008）Fig.1-2SchematicphylogeneticrelationshipofB.distachyontootherGramineae(Opanowiczetal.,2008)1.2.3二穗短柄草易遺傳轉(zhuǎn)化目前已經(jīng)有很成熟的基于農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化二穗短柄草的方法（Bablaketal.,1995；Vogeletal.,2006；SogutmazandBudak,2018），農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化二穗短柄草約在22-31周就可以完成（如圖1-3）。通常，愈傷組織是從發(fā)育不成熟的種子中分離出來(lái)的，轉(zhuǎn)化成功率約為50%。使用基于農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化方法，很多二穗短柄草T-DNA插入的突變體文庫(kù)已生成，例如BrachyTAG（JohnInnesCenter，Norwich，UK）包含約4,117個(gè)Bd21背景的T-DNA插入株系（Tholeetal.,2010），但目前無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)。第二個(gè)可供用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)的T-DNA文庫(kù)由USDA和DOE-JGI共同建立，其中包含23,649個(gè)以Bd21為背景的T-DNA插入突變體（Braggetal.,2012）。二穗短柄草突變體庫(kù)的構(gòu)建是探討單子葉植物生物學(xué)各類(lèi)研究的寶貴資源。鑒于現(xiàn)在很多學(xué)術(shù)資源的開(kāi)放性，且二穗短柄草適合谷類(lèi)作物功能學(xué)遺傳研究，使得該物種已經(jīng)迅速成為各種作物性狀研究的模型，包括但不限于細(xì)胞壁生物學(xué)、春化、進(jìn)化生物學(xué)、根的發(fā)育、宿主-微生物/微生物群的相互作用，以及對(duì)非生物脅迫的反應(yīng)等的研究。
二穗短柄草BdWAR1在生長(zhǎng)素與脫落酸信號(hào)途徑中的功能研究8圖1-3農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化二穗短柄草概述(Braggetal.,2015)Fig.1-3OverviewoftheBrachypodiumAgrobacterium-basedtransformationpipeline(Braggetal.,2015)1.3二穗短柄草非生物脅迫研究植物非生物脅迫耐受機(jī)制的研究對(duì)農(nóng)業(yè)非常重要，這也許可以使育種者開(kāi)發(fā)出能夠抵御氣候變化和極端環(huán)境的優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物。二穗短柄草是研究影響主要谷物非生物脅迫反應(yīng)的遺傳學(xué)和基因組學(xué)的有用模型。如前文所述，二穗短柄草及其同類(lèi)種屬?gòu)V泛生長(zhǎng)在溫帶環(huán)境，因此為研究人員提供了利用這種遺傳多樣性研究適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝头巧锩{迫因素的機(jī)會(huì)。由于對(duì)溫帶氣候的適應(yīng)性和常見(jiàn)的C3光合作用機(jī)制，二穗短柄草非生物脅迫響應(yīng)也密切反映了小麥、大麥和黑麥的響應(yīng)（DesMaraisandJuenger,2016）。隨著高通量表型成像技術(shù)的發(fā)展，在過(guò)去十年中，與脅迫相關(guān)的復(fù)雜性狀的篩選工作日趨成熟（Fahlgrenetal.,2015）。最近，科研工作者通過(guò)使用熱成像技術(shù)篩選葉片溫度的方法，鑒定出幾種耐旱的野生型二穗短柄草株系（Ruízetal.,2016）。野生物種是從伊比利亞半島的降雨和溫度模式不同的地理區(qū)域收集的。與不適應(yīng)干旱條件的株系相比，適應(yīng)干旱的基因型在干旱脅迫下具有較高的葉片溫度，這與氣孔關(guān)閉增加和蒸散量降低相一致（Jones,1999）。這些耐干旱以及干旱敏感株系的進(jìn)一步分子和遺傳特征的研究無(wú)疑將有助于解釋其潛在機(jī)制。在四類(lèi)非生物脅迫中，包括熱、高鹽、干旱和寒冷脅迫，二穗短柄草株系經(jīng)過(guò)不同的非生物脅迫處理后表現(xiàn)出不同的轉(zhuǎn)錄組的變化（Priestetal.,2014）�；蚬脖磉_(dá)網(wǎng)絡(luò)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脫落酸通過(guò)影響生長(zhǎng)素合成及分布抑制擬南芥主根伸長(zhǎng)[J]. 袁冰劍,張森磊,曹萌萌,王志娟,李霞. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2014(11)
[2]Abscisic Acid Receptors:Past,Present and Future[J]. David J.Weston. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(06)
[3]Auxin distribution and transport during embryogenesis and seed germi-nation of Arabidopsis[J]. NI DI AN, LING JIAN WANG, CHUN HONG DING, ZHI HONG XU, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032, China College of Bioscience, East China Normal University, Shangha. Cell Research. 2001(04)
本文編號(hào)：3621211
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