OsYSL15與OsYSL16基因在水稻微量元素營(yíng)養(yǎng)分配過(guò)程中的功能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-21 13:00
鐵、鋅、銅、錳等必需微量元素在植物體內(nèi)發(fā)揮重要作用,廣泛地參與光合作用、呼吸作用、氮同化、激素和蛋白質(zhì)的生物合成、活性氧的產(chǎn)生和清除、病原體的防御等生理過(guò)程。如果缺乏上述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),植株將無(wú)法正常生長(zhǎng),作物產(chǎn)量和品質(zhì)也會(huì)受到嚴(yán)重影響。為滿足微量元素的營(yíng)養(yǎng)需求,植物體內(nèi)存在一套復(fù)雜而精密的轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控機(jī)制,多種膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與其中。黃斑類轉(zhuǎn)運(yùn)體(yellow stripe like transporter,YSL)家族就是其中一類重要的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族,其家族成員廣泛地參與鐵、銅、錳等多種微量元素的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。然而,水稻體內(nèi)許多微量元素營(yíng)養(yǎng)分配機(jī)制尚不明確。已有研究表明,OsYSL15和OsYSL16分別參與三價(jià)鐵-麥根酸螯合物的吸收和銅由老葉向新葉、箭葉向小穗的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。這兩個(gè)基因除了在發(fā)揮上述功能的組織中表達(dá)外,還分別在根中柱區(qū)域和花器官中存在較高水平的表達(dá)。因此,本論文以O(shè)sYSL15和OsYSL16為研究對(duì)象,以期闡明鐵向地上運(yùn)輸和銅在花器官中的分配機(jī)制,具體結(jié)果如下。生物信息學(xué)分析表明,OsYSL家族共有18個(gè)家族成員,分布在4個(gè)亞家族中。該家族成員主要分布在第1、2、4、5、8號(hào)染色體上...
【文章來(lái)源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:131 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1水稻鐵吸收示意圖,引自(Bashirera/.,?2013a)??Figure?1-1?Schematic?diagram?of?Fe?acquisition?in?rice?(cited?from?Bashir?et?al??2013a)??
分泌增加,對(duì)于缺鐵環(huán)境的適應(yīng)性也得到了相應(yīng)增強(qiáng)(Ogoe/a/.,?2007;?Ogoef?cr/.,??2011)。而在Os/及03過(guò)表達(dá)植株中缺鐵響應(yīng)基因as/及02,?OsiVAS2,?0#見(jiàn)75,??Os7i?77?和?asA7L4MP7?的表達(dá)量均顯著下調(diào)(Zheng?Wa/.,?2010)。過(guò)表達(dá)??植株傷流液和地上部鐵含量下降,根中鐵含量上升,減少了鐵向地上的轉(zhuǎn)運(yùn)(Wang以???/.,?2013)。除此以外,OW/Oi?Z7被報(bào)道參與到水稻鐵調(diào)控過(guò)程中,該基因突變后缺鐵??響基因的表達(dá)量下降,植株對(duì)缺鐵更加敏感(Kobayashie/a/.,?2013)。近年來(lái),??(PositiveRegulatoroflronhomeostasisl)被報(bào)道參與鐵穩(wěn)態(tài)的正向調(diào)控過(guò)程,該基因??能夠與Qs/z/fz/相互作用,并可被后者泛素化修飾,且能夠與仏//?〇2和的??啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合;蛲蛔兒笾仓耆辫F響應(yīng)基因下調(diào)表達(dá),植株對(duì)缺鐵條件??更加敏感(Zhang?e/o/.,?2017)。??
常生長(zhǎng)。上述四個(gè)基因的表達(dá)量均受高銅條件抑制,而受缺銅誘導(dǎo)表??達(dá)不明顯。OsCOPr家族成員組織表達(dá)情況不盡相同,QsCOP77,〇SCOPr5,?05C0P77??在根和葉中表達(dá)較大,〇sc〇pr2,aya9pr3在葉和花序中表達(dá)較大,c^c〇P7v在根??中表達(dá)較大,而asc〇pr<j在葉中表達(dá)較大。上述基因表達(dá)模式的不同,表明它們?cè)??銅穩(wěn)態(tài)過(guò)程中可能發(fā)揮不同功能。??j?||?W||?i??V?P?V?'??CvtopUsm?J?Cytoplasm??⑷?<b)??圖14.?CTR/COPT家族蛋白保守結(jié)構(gòu)域。引自(Puig,2014)??(a)?CTR/COPT保守結(jié)構(gòu)域示意圖。藍(lán)框代表該家族成員中三個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域。綠框代表細(xì)胞外甲硫氨酸/組氨酸富??集區(qū)域,紅框代表細(xì)胞質(zhì)中半觥氨酸/組氨酸基本序列。(b)細(xì)胞膜上CTR/COPT三聚體結(jié)構(gòu)示意圖。該示意圖標(biāo)??注出蛋氨酸在銅轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的作用。為方便表示,圖中并未標(biāo)注第三跨膜結(jié)構(gòu)域。??Figure?1-4.?Conserved?features?in?CTR/COPT?family?proteins.??(a)?CTR/COPT?topology?and?conserved?domains?and?motifs.?The?three?TMDs?are?shown?in?blue.?Green?boxes?represent??extracellular?methionine/histidine-rich?motifs?and?red?boxes?indicate?cvtoplasmic?cysteine/histidine?motifs,?(b)??Repres
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的研究進(jìn)展[J]. 王彤,闕補(bǔ)超,夏明,鄭英杰,于亞輝,王瑩,李林蔚,陳廣紅,王紹林. 北方水稻. 2017(02)
[2]Overexpression of OsSPL9 enhances accumulation of Cu in rice grain and improves its digestibility and metabolism[J]. Mingfeng Tang,Chuanshe Zhou,Lu Meng,Donghai Mao,Can Peng,Yuxing Zhu,Daoyou Huang,Zhiliang Tan,Caiyan Chen,Chengbing Liu,Dechun Zhang. Journal of Genetics and Genomics. 2016(11)
[3]作物鐵生物強(qiáng)化[J]. 李林,壽惠霞. 生命科學(xué). 2015(08)
[4]花粉壁發(fā)育研究進(jìn)展[J]. 朱駿,楊仲南. 自然雜志. 2013(02)
[5]生物信息學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 趙屹,谷瑞升,杜生明. 醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志. 2012(05)
[6]高等植物中鐵的代謝機(jī)制[J]. 劉士平,鄭錄慶,田偉,薛艷紅,壽惠霞. 植物生理學(xué)報(bào). 2011(10)
[7]植物鐵蛋白在人類鐵營(yíng)養(yǎng)中的作用[J]. 蔡秋藝,郭長(zhǎng)虹,毛文艷,馬軍,郭東林. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2007(02)
[8]水稻小穗軸維管系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)探討[J]. 金銀根,葛才林,王余龍,王忠. 西北植物學(xué)報(bào). 1999(02)
[9]水稻小穗的結(jié)構(gòu)及其功能[J]. 金銀根,周桂香,王增春,王忠. 植物學(xué)通報(bào). 1996(04)
[10]水稻灌漿過(guò)程中小穗軸結(jié)構(gòu)的變化[J]. 王忠,顧蘊(yùn)潔,李衛(wèi)芳,朱云,高煜珠. 江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào). 1995(02)
本文編號(hào):3600309
【文章來(lái)源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
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【部分圖文】:
圖1-1水稻鐵吸收示意圖,引自(Bashirera/.,?2013a)??Figure?1-1?Schematic?diagram?of?Fe?acquisition?in?rice?(cited?from?Bashir?et?al??2013a)??
分泌增加,對(duì)于缺鐵環(huán)境的適應(yīng)性也得到了相應(yīng)增強(qiáng)(Ogoe/a/.,?2007;?Ogoef?cr/.,??2011)。而在Os/及03過(guò)表達(dá)植株中缺鐵響應(yīng)基因as/及02,?OsiVAS2,?0#見(jiàn)75,??Os7i?77?和?asA7L4MP7?的表達(dá)量均顯著下調(diào)(Zheng?Wa/.,?2010)。過(guò)表達(dá)??植株傷流液和地上部鐵含量下降,根中鐵含量上升,減少了鐵向地上的轉(zhuǎn)運(yùn)(Wang以???/.,?2013)。除此以外,OW/Oi?Z7被報(bào)道參與到水稻鐵調(diào)控過(guò)程中,該基因突變后缺鐵??響基因的表達(dá)量下降,植株對(duì)缺鐵更加敏感(Kobayashie/a/.,?2013)。近年來(lái),??(PositiveRegulatoroflronhomeostasisl)被報(bào)道參與鐵穩(wěn)態(tài)的正向調(diào)控過(guò)程,該基因??能夠與Qs/z/fz/相互作用,并可被后者泛素化修飾,且能夠與仏//?〇2和的??啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合;蛲蛔兒笾仓耆辫F響應(yīng)基因下調(diào)表達(dá),植株對(duì)缺鐵條件??更加敏感(Zhang?e/o/.,?2017)。??
常生長(zhǎng)。上述四個(gè)基因的表達(dá)量均受高銅條件抑制,而受缺銅誘導(dǎo)表??達(dá)不明顯。OsCOPr家族成員組織表達(dá)情況不盡相同,QsCOP77,〇SCOPr5,?05C0P77??在根和葉中表達(dá)較大,〇sc〇pr2,aya9pr3在葉和花序中表達(dá)較大,c^c〇P7v在根??中表達(dá)較大,而asc〇pr<j在葉中表達(dá)較大。上述基因表達(dá)模式的不同,表明它們?cè)??銅穩(wěn)態(tài)過(guò)程中可能發(fā)揮不同功能。??j?||?W||?i??V?P?V?'??CvtopUsm?J?Cytoplasm??⑷?<b)??圖14.?CTR/COPT家族蛋白保守結(jié)構(gòu)域。引自(Puig,2014)??(a)?CTR/COPT保守結(jié)構(gòu)域示意圖。藍(lán)框代表該家族成員中三個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域。綠框代表細(xì)胞外甲硫氨酸/組氨酸富??集區(qū)域,紅框代表細(xì)胞質(zhì)中半觥氨酸/組氨酸基本序列。(b)細(xì)胞膜上CTR/COPT三聚體結(jié)構(gòu)示意圖。該示意圖標(biāo)??注出蛋氨酸在銅轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的作用。為方便表示,圖中并未標(biāo)注第三跨膜結(jié)構(gòu)域。??Figure?1-4.?Conserved?features?in?CTR/COPT?family?proteins.??(a)?CTR/COPT?topology?and?conserved?domains?and?motifs.?The?three?TMDs?are?shown?in?blue.?Green?boxes?represent??extracellular?methionine/histidine-rich?motifs?and?red?boxes?indicate?cvtoplasmic?cysteine/histidine?motifs,?(b)??Repres
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的研究進(jìn)展[J]. 王彤,闕補(bǔ)超,夏明,鄭英杰,于亞輝,王瑩,李林蔚,陳廣紅,王紹林. 北方水稻. 2017(02)
[2]Overexpression of OsSPL9 enhances accumulation of Cu in rice grain and improves its digestibility and metabolism[J]. Mingfeng Tang,Chuanshe Zhou,Lu Meng,Donghai Mao,Can Peng,Yuxing Zhu,Daoyou Huang,Zhiliang Tan,Caiyan Chen,Chengbing Liu,Dechun Zhang. Journal of Genetics and Genomics. 2016(11)
[3]作物鐵生物強(qiáng)化[J]. 李林,壽惠霞. 生命科學(xué). 2015(08)
[4]花粉壁發(fā)育研究進(jìn)展[J]. 朱駿,楊仲南. 自然雜志. 2013(02)
[5]生物信息學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 趙屹,谷瑞升,杜生明. 醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志. 2012(05)
[6]高等植物中鐵的代謝機(jī)制[J]. 劉士平,鄭錄慶,田偉,薛艷紅,壽惠霞. 植物生理學(xué)報(bào). 2011(10)
[7]植物鐵蛋白在人類鐵營(yíng)養(yǎng)中的作用[J]. 蔡秋藝,郭長(zhǎng)虹,毛文艷,馬軍,郭東林. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2007(02)
[8]水稻小穗軸維管系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)探討[J]. 金銀根,葛才林,王余龍,王忠. 西北植物學(xué)報(bào). 1999(02)
[9]水稻小穗的結(jié)構(gòu)及其功能[J]. 金銀根,周桂香,王增春,王忠. 植物學(xué)通報(bào). 1996(04)
[10]水稻灌漿過(guò)程中小穗軸結(jié)構(gòu)的變化[J]. 王忠,顧蘊(yùn)潔,李衛(wèi)芳,朱云,高煜珠. 江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào). 1995(02)
本文編號(hào):3600309
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