本文關(guān)鍵詞：水稻OsDET1基因功能研究　出處：《重慶大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：本文研究水稻DE-ETIOLATED(OsDET1)基因在水稻生長發(fā)育中的生物學功能。分析OsDET1對誘導,脅迫等外界刺激的響應(yīng)以及基因的時空表達模式。該研究分析OsDET1干擾,OsDET1超表達和過表達OsDET1-GFP轉(zhuǎn)基因植株表型;研究OsDET1調(diào)控水稻生長發(fā)育,脫落酸(ABA)信號通路和ABA生物合成的機制。主要結(jié)論如下。OsDET1基因在水稻中泛在表達。OsDET1基因適量表達為水稻維持正常生長發(fā)育所必須,并且這種需要貫穿整個水稻生命周期。干擾OsDET1表達導致OsDET1RNAi轉(zhuǎn)基因植株產(chǎn)生多樣性的表型變化。干擾效率過高導致轉(zhuǎn)基因植株死亡,或者后代種子不能正常萌發(fā)。并且OsDET1干擾嚴重降低轉(zhuǎn)基因植株生物產(chǎn)量,導致小穗不育,降低產(chǎn)量。干擾OsDET1基因表達導致OsDET1 RNAi轉(zhuǎn)基因植株對脫落酸(ABA)超敏感。OsDET1 RNAi轉(zhuǎn)基因植株在正常條件下表現(xiàn)出ABA脅迫表型。黑暗和ABA誘導實驗證明干擾OsDET1表達導致OsDET1 RNAi轉(zhuǎn)基因植株對ABA超敏感。ABA信號在擬南芥中受PYR/PYL/RCAR ABA受體調(diào)控,作為COP10-DET1-DDB1-DDA1(CDDD)復合體的組件,DET1調(diào)節(jié)PYLs泛素化降解進而負調(diào)控ABA信號通路。我們使用酵母雙雜交和雙分子熒光雜交(BIFC)實驗證明了水稻OsDET1和Os DDB1,Os COP10蛋白物理互作。同時發(fā)現(xiàn)Os DDA1和Os DDB1,Os PYL5物理互作。進一步檢測發(fā)現(xiàn)OsDET1 RNAi轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)Os PYL5蛋白降解減緩。此外,OsDET1蛋白N端GFP標簽影響CDD復合體正常功能。我們觀察到OsDET1-GFP超表達轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出ABA超敏感表型。而超表達OsDET1轉(zhuǎn)基因植株OE-OsDET1對ABA的敏感性僅輕微上升。進一步分析發(fā)現(xiàn)OsDET1-GFP轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)Os PYL5蛋白降解減緩。這些證據(jù)證明了OsDET1通過PP2Cs-ABA-PYLs ABA信號通路負調(diào)控水稻ABA信號通路。OsDET1同時調(diào)控ABA生物合成。ABA失活基因在OsDET1 RNAi轉(zhuǎn)基因植株中相比野生型表達上升,ABA合成相關(guān)基因表達下降;同時ABA含量降低。相反OE-OsDET1轉(zhuǎn)基因植株中ABA失活基因表達相比野生型下降,ABA合成相關(guān)基因表達上升,葉片ABA含量上升。ABA在水稻中促進葉片表面蠟質(zhì)層發(fā)育。OsDET1 RNAi轉(zhuǎn)基因植株葉片表面蠟質(zhì)層的發(fā)育受到抑制,相反OE-OsDET1轉(zhuǎn)基因植株葉片表面蠟質(zhì)層的發(fā)育受到促進。同時OE-OsDET1轉(zhuǎn)基因植株也表現(xiàn)出ABA過敏感表型。OE-OsDET1轉(zhuǎn)基因種子在正常情況下萌發(fā)速度下降;種子萌發(fā)對ABA敏感。并且OE-OsDET1轉(zhuǎn)基因植株根和苗的對ABA過敏感;在受到ABA脅迫后植株根和苗的發(fā)育受到顯著抑制。此外我們也發(fā)現(xiàn)OE-OsDET1轉(zhuǎn)基因植株葉片在黑暗和ABA誘導中加速衰老。總之,OsDET1在水稻的生長發(fā)育中扮演重要的角色。OsDET1調(diào)控水稻ABA信號通路,OsDET1蛋白缺乏或者錯誤表達導致水稻體內(nèi)PYLs-ABA-PP2C ABA信號通路增強,導致水稻對ABA超敏感;OsDET1同時正調(diào)控ABA的生物合成;OsDET1在水稻ABA信號通路調(diào)控中扮演了多重的重要角色。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q943.2

【參考文獻】

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1 Viswanathan Chinnusamy;;Abscisic Acid-mediated Epigenetic Processes in Plant Development and Stress Responses[J];Journal of Integrative Plant Biology;2008年10期

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本文編號：1334263