本文關(guān)鍵詞：E3泛素連接酶OsSINAT5調(diào)控水稻抗旱機(jī)制研究

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【摘要】：水稻是世界上最重要的糧食作物之一,干旱對水稻正常生長發(fā)育造成嚴(yán)重影響,因此水稻抗旱育種一直是遺傳育種的重要研究目標(biāo)。挖掘抗旱相關(guān)的功能基因并利用這些基因培育抗旱新品種,是在干旱條件下保障水稻產(chǎn)量最有效的途徑。OsSINAT5是一個受干旱誘導(dǎo)的SINA泛素連接酶基因,過量表達(dá)OsSINAT5和RNAi抑制OsSINAT5轉(zhuǎn)錄水平分別削弱和增強(qiáng)水稻抗旱性。通過對OsSINAT5基因的抗旱機(jī)制研究,找出OsSINAT5負(fù)調(diào)控水稻干旱脅迫響應(yīng)途徑,可為改良和提高水稻的抗旱性提供理論依據(jù)和實踐基礎(chǔ)。研究表明,大部分抗旱基因和ABA信號途徑有關(guān)。為了闡明OsSINAT5參與干旱脅迫調(diào)控的作用機(jī)制,本研究分析了OsSINAT5-RNAi轉(zhuǎn)基因水稻品種日本晴植株對ABA的敏感性以及ABA途徑抗旱標(biāo)記基因DSM2和OsBZIP23的轉(zhuǎn)錄水平,發(fā)現(xiàn)OsSINAT5-RNAi植株與對照相比無明顯差別,表明OsSINAT5負(fù)調(diào)控水稻抗旱性不依賴ABA途徑。因此,本研究檢測了干旱前后OsSINAT5-RNAi植株和對照相比體內(nèi)抗氧化途徑中抗旱基因DSM1、OsSIK1和OsSKIPa的轉(zhuǎn)錄水平變化,發(fā)現(xiàn)干旱處理3d和5d后OsSINAT5-RNAi植株體內(nèi)這3個基因的轉(zhuǎn)錄水平明顯高于對照植株。因此,OsSINAT5可能通過激活抗氧化途徑增強(qiáng)水稻抗旱性。為了進(jìn)一步驗證這一結(jié)果,我們檢測了干旱處理前后OsSINAT5-RNAi植株體內(nèi)能提高抗旱性的抗氧化酶SOD、CAT和POD的活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)OsSINAT5-RNAi植株體內(nèi)3種抗氧化酶活性上升幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對照,且OsSINAT5-RNAi植株體內(nèi)可導(dǎo)致抗旱性減弱的丙二醛(MDA)含量上升趨勢明顯低于對照。上述結(jié)果進(jìn)一步驗證了OsSINAT5主要是通過激活抗氧化系統(tǒng),提高細(xì)胞內(nèi)活性氧的清除能力以增強(qiáng)水稻抗旱性。為了研究OsSINAT5的應(yīng)用價值,我們對轉(zhuǎn)OsSINAT5-RNAi的粳稻品種日本晴和秈稻品種R996及其對照分別進(jìn)行了農(nóng)藝性狀調(diào)查和分析。結(jié)果表明,OsSINAT5-RNAi植株的株高、穗長、每穗實粒數(shù)、每穗總粒數(shù)和單株產(chǎn)量與對照相比無明顯差異,說明OsSINAT5被抑制后并不會影響植株的生長和產(chǎn)量,因此,OsSINAT5是一個具有遺傳育種應(yīng)用價值的抗旱基因。
【關(guān)鍵詞】：OsSINAT5 抗旱性 抗氧化 ABA 農(nóng)藝性狀
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S511
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 植物對干旱脅迫的應(yīng)答機(jī)制10-17
• 1.2.1 植物體內(nèi)受干旱脅迫誘導(dǎo)的基因10-12
• 1.2.2 ABA在植物抗旱機(jī)制中的功能研究12-14
• 1.2.3 抗氧化酶在植物抗旱機(jī)制中的功能研究14-17
• 1.3 研究目的與意義17-18
• 第二章 OsSINAT5-RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株的鑒定及其抗旱表型分析18-24
• 2.1 材料與方法18-21
• 2.1.1 實驗材料與試劑18-19
• 2.1.2 實驗方法19-21
• 2.2 結(jié)果與分析21-22
• 2.2.1 OsSINAT5-RNAi轉(zhuǎn)基因植株的基因型鑒定21-22
• 2.2.2 OsSINAT5-RNAi轉(zhuǎn)基因植株的抗旱表型22
• 2.3 討論22-24
• 第三章 水稻OsSINAT5基因抗旱機(jī)制研究24-35
• 3.1 材料與方法24-28
• 3.1.1 實驗材料與試劑24-25
• 3.1.2 實驗方法25-28
• 3.2 結(jié)果與分析28-33
• 3.2.1 OsSINAT5-RNAi轉(zhuǎn)基因植株的ABA敏感性分析28-29
• 3.2.2 OsSINAT5-RNAi轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)ABA途徑相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平分析29-30
• 3.2.3 OsSINAT5-RNAi轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)抗氧化途徑相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平分析30-31
• 3.2.4 抗氧化酶的活性檢測31-33
• 3.2.5 MDA含量的影響33
• 3.3 討論33-35
• 第四章 OsSINAT5-RNAi轉(zhuǎn)基因水稻的農(nóng)藝性狀分析35-39
• 4.1 材料與方法35-36
• 4.1.1 供試材料35
• 4.1.2 實驗方法35-36
• 4.2 結(jié)果與分析36-38
• 4.2.1 日本晴背景OsSINAT5-RNAi轉(zhuǎn)基因植株與受體的農(nóng)藝性狀分析36
• 4.2.2 R996背景OsSINAT5-RNAi轉(zhuǎn)基因植株與受體的農(nóng)藝性狀分析36-38
• 4.3 討論38-39
• 第五章 總結(jié)與展望39-41
• 5.1 總結(jié)39-40
• 5.2 展望40-41
• 參考文獻(xiàn)41-47
• 致謝47-48
• 作者簡介48

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本文編號：1091155