本文選題：水稻(Oryza　切入點(diǎn)：sativa　出處：《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的糧食作物之一,養(yǎng)育了世界一半以上的人口。隨著世界人口的不斷增長(zhǎng)和耕地面積的持續(xù)減少,提高糧食產(chǎn)量仍然是水稻育種的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。水稻粒型是決定水稻產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀之一;同時(shí),它還影響水稻的外觀、加工、蒸煮及食味品質(zhì)。葉夾角作為重要的一個(gè)農(nóng)藝性狀,影響水稻的株型和產(chǎn)量;研究表明直立葉可以增加光合作用效率和籽粒灌漿過(guò)程中氮的儲(chǔ)備,有利于植株的密植。迄今為止,雖然在水稻中報(bào)道了許多影響水稻粒型和葉夾角的基因,我們已經(jīng)對(duì)它們的遺傳與分子機(jī)理有了一定程度的認(rèn)知,但是,調(diào)控水稻粒型和葉夾角的精細(xì)分子機(jī)制還沒(méi)有完全被闡明。油菜素內(nèi)酯(Brassinosteroid, BR)是一種甾醇類植物激素,它對(duì)植物生長(zhǎng)和發(fā)育的各個(gè)方面都具有十分重要的調(diào)控作用。研究表明BR在調(diào)控水稻粒型、葉夾角和產(chǎn)量方面發(fā)揮著十分重要的調(diào)節(jié)作用。BR穩(wěn)態(tài)對(duì)于植株正常的生長(zhǎng)和發(fā)育是關(guān)鍵的。盡管最近幾十年對(duì)于BR的合成、代謝及信號(hào)途徑的研究有了較快的進(jìn)展,但是目前我們對(duì)于BR穩(wěn)態(tài)的調(diào)控機(jī)制還知之甚少。在本研究中,我們從一個(gè)帶有激活標(biāo)簽的T-DNA插入突變體庫(kù)中分離和鑒定了一個(gè)表現(xiàn)出籽粒細(xì)長(zhǎng)和葉夾角增大表型的突變體slender grain Dominant(slg-D),通過(guò)基因的克隆與功能分析,揭示了引起slg-D突變體表型的遺傳和分子機(jī)理,并且從細(xì)胞形態(tài)及生理等方面對(duì)slg-D突變體進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究,這加深了對(duì)水稻粒型及葉夾角調(diào)控機(jī)制的研究,同時(shí)也為水稻育種提供了理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.相比于野生型,突變體slg-D具有細(xì)長(zhǎng)籽粒和較大葉夾角的表型。光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡的細(xì)胞形態(tài)觀察表明細(xì)胞大小的改變(特別是細(xì)胞長(zhǎng)度的改變)導(dǎo)致了slg-D突變體的突變表型。遺傳分析結(jié)果表明slg-D基因突變表現(xiàn)為一單基因控制的半顯性遺傳。2.我們發(fā)現(xiàn)在突變體slg-D中由于T-DNA的插入導(dǎo)致基因LOC_Os08g44830和LOC_Os08g44840的表達(dá)量都顯著增加。我們的結(jié)果證明slg-D的突變表型是由LOC_Os08g44840的過(guò)表達(dá)導(dǎo)致的,因此,我們將LOC_Os08g44840命名為SLG。SLG編碼一個(gè)含445個(gè)氨基酸的BAHD家族�；D(zhuǎn)移酶蛋白,系統(tǒng)進(jìn)化樹分析表明SLG類蛋白可以分為單子葉和雙子葉兩大類,而SLG屬于單子葉類,然而,至今為止,在其他單子葉物種中還沒(méi)有這一類基因功能的報(bào)道。3.熒光定量PCR結(jié)果顯示,SLG在幼穗中強(qiáng)烈表達(dá),在葉枕中的表達(dá)相對(duì)較高,在莖尖、莖及葉片中低,在根和葉鞘中非常低;GUS組織染色和定量結(jié)果一致,另外GUS染色結(jié)果還顯示SLG的表達(dá)主要集中在維管組織中;原位雜交結(jié)果顯示,SLG主要在小穗分生組織原基、外穎原基、內(nèi)穎原基、花分生組織原基以及維管組織區(qū)域中表達(dá);SLG主要在幼穗和葉枕處的表達(dá)暗示了它調(diào)控粒型和葉夾角的功能。亞細(xì)胞定位結(jié)果表明SLG蛋白在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有定位。4. BR敏感性測(cè)試實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在slg-D中BR敏感性并沒(méi)有發(fā)生改變,表明SLG不影響B(tài)R信號(hào)途徑。我們發(fā)現(xiàn)突變體slg-D經(jīng)BR合成抑制劑BRZ處理后其葉夾角恢復(fù)到了野生型的水平。在BR合成缺陷突變體d11-2和BR信號(hào)缺陷突變體d61-1中過(guò)表達(dá)SLG并沒(méi)有改變它們的表型。BR含量測(cè)定結(jié)果表明slg-D突變體中BR的水平增加了。相應(yīng)地,BR相關(guān)基因表達(dá)分析表明,在slg-D中,部分BR合成及信號(hào)基因的表達(dá)量發(fā)生了由于BR含量過(guò)量而引起的反饋調(diào)節(jié)變化。這些結(jié)果表明SLG正向調(diào)控內(nèi)源BR水平,它是一個(gè)新的BR穩(wěn)態(tài)調(diào)控者。5. SLG RNAi植株表現(xiàn)出株型更緊湊,株高降低,葉夾角減小和籽粒變短變圓的表型,這些表型類似于那些BR缺陷突變體的表型,比如d61和d11,進(jìn)一步突出了SLG在調(diào)控BR穩(wěn)態(tài)上的功能。該發(fā)現(xiàn)還表明一個(gè)優(yōu)化的SLG的表達(dá)水平可能有助于創(chuàng)造一個(gè)緊湊和半矮化的理想株型。6.酵母雙雜交、體外pull-down及雙分子熒光互補(bǔ)(BiFC)實(shí)驗(yàn)都證明SLG可以與自身互作形成同源復(fù)合體,同時(shí)也表明SLG的N端30個(gè)氨基酸區(qū)域(SLG△C4)是其自身互作所必需的。我們發(fā)現(xiàn)在野生型和slg-D中過(guò)表達(dá)截短的CDS SLG△C1能夠?qū)е氯~夾角減小、籽粒變短變圓及植株矮化的表型,這些表型類似于SLGRNAi植株的表型。這些結(jié)果從遺傳上證明SLG在體內(nèi)的確是以同源復(fù)合體起作用的。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S511

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 邱先進(jìn);袁志華;何文靜;劉環(huán);徐建龍;邢丹英;;水稻粒型性狀遺傳研究進(jìn)展[J];江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

2 馮波,董樹亭,高榮岐,胡昌浩,王空軍;不同粒型玉米種苗轉(zhuǎn)化過(guò)程中的生理特性研究[J];玉米科學(xué);2003年01期

3 ;高產(chǎn)、白皮、重粒型小麥新品種——川農(nóng)20[J];四川農(nóng)業(yè)科技;2004年07期

4 關(guān)世武;適宜寒地稻區(qū)種植的長(zhǎng)粒型優(yōu)質(zhì)水稻新品種[J];中國(guó)種業(yè);2005年04期

5 馬孟莉;盧丙越;劉艷紅;蘇一蘭;孟衡玲;雷恩;李春燕;;云南主栽水稻品種對(duì)鎘積累的差異及與粒型、粒重的關(guān)系[J];作物雜志;2014年04期

6 王煥中;;SLG系列飼料干燥機(jī)性能簡(jiǎn)介[J];飼料工業(yè);1990年08期

7 恩·烏·齊津 ,楊仁民;蘇聯(lián)育成多粒型和多年生小麥[J];種子;1986年01期

8 王景和;;優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)長(zhǎng)粒型水晶米水稻——豐優(yōu)早15號(hào)[J];農(nóng)村實(shí)用科技信息;2006年12期

9 張淑華;優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)粒型水稻龍粳9號(hào)的特性[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);1999年03期

10 徐傳厚;;長(zhǎng)粒型水稻平粳6號(hào)栽培技術(shù)[J];農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗(yàn);2008年12期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王紀(jì)華;王樹安;梁希晨;;植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)不同粒型小麥結(jié)實(shí)的影響[A];第一屆全國(guó)青年作物栽培作物生理學(xué)術(shù)會(huì)文集[C];1993年

2 張亞?wèn)|;趙慶勇;陳濤;朱鎮(zhèn);趙凌;王才林;;一種特大粒型水稻粒重遺傳的初步研究[A];第五次全國(guó)植物分子育種代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2008年

3 何志青;;分娩后粟粒型結(jié)核誤診一例[A];中國(guó)防癆協(xié)會(huì)全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議大會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告[C];2001年

4 江良榮;張志勇;鄭景生;黃榮裕;王侯聰;黃育民;;水稻粒型和粒重性狀的主效QTL分析[A];2010中國(guó)作物學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2010年

5 朱利泉;王小佳;;甘藍(lán)slg基因多態(tài)性分析及srk基因功能的初步研究[A];中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)會(huì)第八屆會(huì)員代表大會(huì)暨全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2001年

6 蘭菊英;車兆潔;沈作芳;王祥林;;55例粟粒型結(jié)核治療效果分析[A];中國(guó)防癆協(xié)會(huì)全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議大會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告[C];2001年

7 張穎慧;謝永楚;董少玲;張亞?wèn)|;陳濤;趙慶勇;朱鎮(zhèn);周麗慧;姚姝;王才林;;秈粳重組自交系群體粒型性狀的相關(guān)性[A];現(xiàn)代分子植物育種與糧食安全研討會(huì)論文集[C];2011年

8 何俊瑜;朱誠(chéng);蔣德安;陳靜;孫宗修;;水稻突變體對(duì)鎘的反應(yīng)及其對(duì)鎘的積累、分配特性[A];中國(guó)植物生理學(xué)會(huì)第九次全國(guó)會(huì)議論文摘要匯編[C];2004年

9 林冬;朱誠(chéng);胡國(guó)成;孫宗修;;鎘脅迫下敏感水稻突變體的抗氧化應(yīng)答[A];中國(guó)植物生理學(xué)會(huì)第九次全國(guó)會(huì)議論文摘要匯編[C];2004年

10 張亞芳;潘存紅;李愛(ài)宏;湯雯;武茹;陳宗祥;許愛(ài)霞;潘學(xué)彪;;提高水稻插入突變體庫(kù)利用效率的一點(diǎn)嘗試[A];江蘇省遺傳學(xué)會(huì)第七屆代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要匯編[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 張?jiān)平?抗病長(zhǎng)粒型優(yōu)質(zhì)稻：龍粳10[N];山西科技報(bào);2001年

2 劉志恒;岳陽(yáng)“太空稻”長(zhǎng)出一人高[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2008年

3 凌風(fēng)樓;選擇水稻品種要先看外型[N];吉林農(nóng)村報(bào);2013年

4 本報(bào)記者 劉洋;尋找“美麗的偶然”[N];東方煙草報(bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 馮志明;水稻粒型和葉夾角的關(guān)鍵調(diào)控基因SLG的克隆和功能分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 石珍源;水稻粒型QTLqGW12的精細(xì)定位和粒長(zhǎng)調(diào)控基因SG4的克隆與功能驗(yàn)證[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

3 高烽焱;控制水稻粒型基因GLW2的功能驗(yàn)證及調(diào)控機(jī)理[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

4 張亞?wèn)|;水稻不同粒型基因的鑒定與基因互作效應(yīng)分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

5 邱先進(jìn);水稻粒型主效基因qSS7的定位與鑒定[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

6 武磊;擬南芥CKRW1基因和GFC1基因的功能研究[D];蘭州大學(xué);2015年

7 郭斐;利用半理性和理性策略對(duì)酶活性及手性選擇性的設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2015年

8 師曉;水稻雄性不育突變體gsl5的基因克隆及不育機(jī)理研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

9 劉峰;煙草激活標(biāo)簽突變體庫(kù)的構(gòu)建與分析[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2014年

10 奉保華;水稻斑點(diǎn)葉突變體HM47的基因克隆與功能分析[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 唐煈;深圳SLG電信分公司經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略研究[D];華南理工大學(xué);2012年

2 梁彥麗;水稻7個(gè)粒型基因遺傳效應(yīng)的初步分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 高璇;水稻粒型性狀及千粒重的QTLs定位研究[D];海南大學(xué);2015年

4 張志勇;水稻粒型和粒重性狀的主效QTL定位研究[D];廈門大學(xué);2008年

5 劉忠良;粳稻粒型和粒重QTL定位研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

6 張磊;秋B、博B的分子標(biāo)記多態(tài)性分析及博B粒型改良[D];廣西大學(xué);2008年

7 張穎慧;TD70/Kasalath RIL群體遺傳圖譜的構(gòu)建及粒型性狀的QTL定位[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

8 于洋;水稻護(hù)穎外稃化突變體lemma-like sterile lemma(lsl)的遺傳分析與基因定位[D];西南大學(xué);2015年

9 王丹霞;水稻yl1黃葉突變體的基因克隆與功能分析[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

10 張龍弟;水稻中一個(gè)葉尖枯突變體的圖位克隆及LTN2基因的功能分析[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

，

本文編號(hào)：1561004