本文關(guān)鍵詞：水稻耐冷基因COR1的克隆與功能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：溫度是影響地球上植被分布的一個重要因素,地球上溫度隨緯度的變化會使分布于低緯度的植物種類因無法適應(yīng)低溫而不能分布到高緯度區(qū)域,或使高緯度的植物難以適應(yīng)低緯度的生長環(huán)境,作為重要的糧食作物的水稻亦是如此。水稻作為常見的一種糧食作物哺育著全球近半數(shù)的人口,而對溫度的敏感限制了它的種植范圍。在生長過程中尤其是生長發(fā)育的關(guān)鍵時期,水稻需要較高的溫度條件,因此即使是在適宜的種植區(qū)域內(nèi),溫度的驟變也會影響水稻的產(chǎn)量,造成經(jīng)濟(jì)損失。本研究針對水稻苗期耐冷性這一重要性狀。利用一個相對耐冷的粳稻品種日本晴,和一個苗期不耐冷的秈稻品種V216構(gòu)建群體,經(jīng)苗期低溫處理鑒定群體幼苗不耐低溫的白化表型,遺傳分析表明該表型受一對隱性核基因控制,利用圖位克隆技術(shù)獲取該基因,并命名為COR1。另一方面構(gòu)建該基因的近等基因系,進(jìn)行轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)鑒定,并研究其作用的分子機(jī)理。主要結(jié)果如下:1.水稻品種NPB和V216在19℃時葉綠素含量存在顯著的差異,通過圖位克隆最終獲得控制該表型差異的基因,命名為COR1。同時構(gòu)建了NPB和V216兩種不同背景的近等基因系以用于功能研究。COR1V216基因由于發(fā)生移碼并提前終止。2.COR1基因影響水稻苗期冷脅迫下的葉綠素含量和葉綠體發(fā)育,COR1V216株系在19℃溫度處理時葉綠素含量急劇下降,葉綠體發(fā)育受阻。3.亞細(xì)胞定位分析結(jié)果顯示COR1蛋白定位于葉綠體,RNA編輯程度檢測結(jié)果表明COR1蛋白參與水稻葉綠體rps8 RNA的編輯位點的編輯,該蛋白功能的缺失將導(dǎo)致rps8 RNA的編輯位點不能正常編輯。4.保守性分析結(jié)果顯示COR1同源基因和rps8在進(jìn)化中存在關(guān)聯(lián),rps8 RNA的這一編輯位點可能是在被子植物的進(jìn)化過程中才獲得的,而單子葉植物中COR1同源基因的保守性可能與其需要對rps8-182 RNA編輯位點的編輯有關(guān)。5.COR1基因秈粳之間的分化分析結(jié)果顯示該基因存在秈粳之間的分化,因此該基因在粳稻中的保守序列可以作為分子標(biāo)記輔助的育種中提高水稻耐冷性的潛在資源。
【關(guān)鍵詞】：水稻 耐冷 RNA編輯 葉綠素含量
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q943.2;S511
【目錄】：

• 中文摘要6-7
• abstract7-13
• 英文縮略表13-14
• 第一章 引言14-31
• 1.1 低溫對水稻的影響14-18
• 1.1.1 水稻冷害的類型14-16
• 1.1.2 低溫對植物的影響的生理代謝基礎(chǔ)16-18
• 1.2 水稻耐冷相關(guān)基因和QTL的定位18-23
• 1.2.1 水稻耐冷相關(guān)基因18-23
• 1.2.2 水稻耐冷相關(guān)QTLs定位23
• 1.3 RNA編輯和PPR蛋白23-30
• 1.3.1 植物RNA編輯現(xiàn)象23-26
• 1.3.2 PPR蛋白在RNA編輯中的作用26-30
• 1.4 本研究的目的和意義30-31
• 第二章 試驗材料與方法31-45
• 2.1 供試水稻材料31
• 2.2 常用試驗試劑與儀器31
• 2.3 常見實驗方法31-36
• 2.3.1 DNA提取31-32
• 2.3.2 RNA提取32-33
• 2.3.3 引物設(shè)計33
• 2.3.4 Taq酶制備及 10×PCR buffer配制33
• 2.3.5 PCR擴(kuò)增及電泳33-34
• 2.3.6 大腸桿菌（DH5α）感受態(tài)制備及熱擊轉(zhuǎn)化34-35
• 2.3.7 農(nóng)桿菌（EHA105）感受態(tài)制備及電擊轉(zhuǎn)化35-36
• 2.4 群體構(gòu)建、遺傳分析與基因定位36-37
• 2.5 低溫處理37
• 2.6 葉綠素測量37
• 2.7 轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)功能驗證37-39
• 2.8 COR1亞細(xì)胞定位39-40
• 2.9 COR1組織表達(dá)特異性分析40-42
• 2.10 RNA編輯程度檢測42-43
• 2.11基因保守性分析和秈粳間分化分析43-44
• 2.12 DAB染色分析44
• 2.13 葉綠體透射電鏡觀察44-45
• 第三章 結(jié)果與分析45-63
• 3.1 遺傳分析45
• 3.2 基因定位及相關(guān)功能預(yù)測45-48
• 3.3 近等基因系低溫處理及功能分析48-52
• 3.4 轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)功能驗證52-55
• 3.5 COR1的亞細(xì)胞定位與基因組織表達(dá)特異性分析55-56
• 3.6 保守性分析和秈粳之間的分化分析56-61
• 3.7 DAB染色分析61
• 3.8 葉綠體透射電鏡觀察結(jié)果61-63
• 第四章 結(jié)果討論63-66
• 4.1 COR1影響水稻苗期冷脅迫下的葉綠素含量和葉綠體發(fā)育63
• 4.2 COR1定位于葉綠體并影響rps8 RNA的編輯63-64
• 4.3 COR1同源基因和rps8在進(jìn)化中存在關(guān)聯(lián)64
• 4.4 COR1基因存在秈粳之間的分化64-65
• 4.5 不同溫度可能影響未編輯狀態(tài)核糖體S8功能的穩(wěn)定性65-66
• 第五章 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-78
• 附錄78-81
• 致謝81-82
• 作者簡歷82

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：水稻耐冷基因COR1的克隆與功能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：360353