本文主要研究内容
作者缪军（2019）在《水稻粒型相关基因RGG2和OsPP2C09的功能分析》一文中研究指出：水稻(Oryza sativa)是重要的粮食作物之一,为世界一半以上的人口提供食物来源。水稻产量是由粒重,穗数和穗粒数三个组成部分决定,而粒重是由粒型和籽粒充实度决定。尽管已经有许多水稻粒型的基因被克隆,但分子机制仍不清楚。因此,需要进一步鉴定更多的粒型调控基因。在本研究中,我们发现两个基因RGG2和OsPP2C09在调控水稻粒型方面发挥着重要的作用。主要结果如下:一、编码水稻异源三聚体G蛋白B型γ亚基编码基因及GG2突变导致水稻粒型变大、产量提高异源三聚体G蛋白是由Gα,Gβ和Gγ三个亚基组成,在一系列植物生长发育过程中发挥分子开关的作用。水稻B型Gγ亚基编码基因RGG2的生物学功能并未得到研究。在本研究中,我们解析了RGG2在粒型和产量调控中的功能。主要结果如下:1、利用酵母双杂交和免疫共沉淀分析,我们进一步明确了 RGG2与RGB1的相互作用。2、qPCR和GUS染色分析表明,RGG2为组成型表达,在叶,鞘,茎,穗,节和根所有组织中均有表达,并且随着穗发育进程,RGG2的表达量逐步下降。3、亚细胞定位分析表明,水稻RGG2蛋白定位于细胞核,细胞质和质膜上。4、在日本晴(NIP)背景下,过量表达RGG2会导致株高下降和籽粒变小。相比之下,在珍汕97(ZS97)背景下,通过CRISPR(规律成簇间隔短回文重复)/Cas9(CRISPR相关的蛋白)系统获得的两个突变体zrgg2-1和zrgg2-2表现为节间伸长,千粒重和生物产量增加,并且单株产量分别提高了 11.8%和16.0%。这些结果表明,RGG2负调控水稻植株生长和籽粒大小。5、过表达转基因系的第二叶叶鞘与日本晴相比对GA3的敏感性降低,而zrgg2-1和zrgg2-2两个突变体的第二叶叶鞘对GA3的敏感性高于ZS97。通过GA诱导种子的α-淀粉酶活性也证明了上述结果。因此,RGG2参与了水稻GA响应。6、基于132个水稻种质资源的基因组单倍型(Hap)分析发现,RGG2共含有6个单核酸变异和一个插入缺失变异,并产生了 6种单倍型。其中,Hap1和Hap2主要分别在粳稻和籼稻中分布。日本晴和珍汕97中分别携带Hap1和Hap2,但它们的RGG2蛋白序列相同。含有Indell的稀有单倍型Hap6仅在大粒型品种苏御糯和大粒粳中出现,说明Hap6可能有利于粒型和粒重的增加。然而,该变异位点的遗传效应和育种价值需要进一步研究。二、OsPP2C09负调控ABA信号传导和抗旱性,但促进水稻的植株生长和产量A亚族2C类蛋白磷酸酶(PP2Cs)已经得到广泛的研究,在拟南芥中负调控ABA信号传导。然而,在水稻中仅有少部分A亚族PP2Cs的功能被鉴定。本研究中,我们以CRISPR/Cas9敲除突变体(ospp2c09)和日本晴背景中的两个OsPP2C09过量表达株系为研究材料,解析了水稻A亚族PP2C成员OsPP2C09的功能。主要结果如下:1、系统进化树分析表明,OsPP2C09属于水稻中PP2C A亚族,与拟南芥中的HAI2(AT1G07430)同源性最高。2、OsPP2C09在各个组织中均有表达,并且在叶和鞘中表达较高。随着幼穗的伸长,OsPP2C09表达下降,表明OsPP2C09可能影响幼穗的发育。3、为了确定OsPP2C09蛋白的亚细胞定位,在本氏烟草叶表皮细胞中分别瞬时表达由CaMV 35S启动的GFP和OsPP2C09-GFP融合蛋白,发现OsPP2C09-GFP融合蛋白的荧光主要定位于细胞核中。4、ABA存在的条件下,OsPP2C09能与大多数的OsPYLs和OsSAPKs产生相互作用,表明OsPP2C09参与水稻中的ABA信号传导。ABA响应和干旱胁迫响应结果表明,OsPP2C09负调控ABA信号传导、气孔关闭和耐旱性。5、OsPP2C09不仅参与水稻的ABA信号传导,还影响植株生长。ospp2c09突变体与正常相比产生更短和更小的籽粒。相反,OsPP2C09的过量表达会显著增加株高,籽粒大小和单株产量。在高产品种苏垦118中过量表达OsPP2C09也观察到水稻产量的显著增加。上述结果表明OsPP2C09不仅是ABA信号通路的组成部分,并负调控ABA介导的干旱胁迫响应,但正调控水稻植株生长和产量。因此,OsPP2C09作为一种新的目标靶点,可用于水资源丰富的地区的高产水稻品种培育。
Abstract
shui dao (Oryza sativa)shi chong yao de liang shi zuo wu zhi yi ,wei shi jie yi ban yi shang de ren kou di gong shi wu lai yuan 。shui dao chan liang shi you li chong ,sui shu he sui li shu san ge zu cheng bu fen jue ding ,er li chong shi you li xing he zi li chong shi du jue ding 。jin guan yi jing you hu duo shui dao li xing de ji yin bei ke long ,dan fen zi ji zhi reng bu qing chu 。yin ci ,xu yao jin yi bu jian ding geng duo de li xing diao kong ji yin 。zai ben yan jiu zhong ,wo men fa xian liang ge ji yin RGG2he OsPP2C09zai diao kong shui dao li xing fang mian fa hui zhao chong yao de zuo yong 。zhu yao jie guo ru xia :yi 、bian ma shui dao yi yuan san ju ti Gdan bai Bxing γya ji bian ma ji yin ji GG2tu bian dao zhi shui dao li xing bian da 、chan liang di gao yi yuan san ju ti Gdan bai shi you Gα,Gβhe Gγsan ge ya ji zu cheng ,zai yi ji lie zhi wu sheng chang fa yo guo cheng zhong fa hui fen zi kai guan de zuo yong 。shui dao Bxing Gγya ji bian ma ji yin RGG2de sheng wu xue gong neng bing wei de dao yan jiu 。zai ben yan jiu zhong ,wo men jie xi le RGG2zai li xing he chan liang diao kong zhong de gong neng 。zhu yao jie guo ru xia :1、li yong jiao mu shuang za jiao he mian yi gong chen dian fen xi ,wo men jin yi bu ming que le RGG2yu RGB1de xiang hu zuo yong 。2、qPCRhe GUSran se fen xi biao ming ,RGG2wei zu cheng xing biao da ,zai xie ,qiao ,jing ,sui ,jie he gen suo you zu zhi zhong jun you biao da ,bing ju sui zhao sui fa yo jin cheng ,RGG2de biao da liang zhu bu xia jiang 。3、ya xi bao ding wei fen xi biao ming ,shui dao RGG2dan bai ding wei yu xi bao he ,xi bao zhi he zhi mo shang 。4、zai ri ben qing (NIP)bei jing xia ,guo liang biao da RGG2hui dao zhi zhu gao xia jiang he zi li bian xiao 。xiang bi zhi xia ,zai zhen shan 97(ZS97)bei jing xia ,tong guo CRISPR(gui lv cheng cu jian ge duan hui wen chong fu )/Cas9(CRISPRxiang guan de dan bai )ji tong huo de de liang ge tu bian ti zrgg2-1he zrgg2-2biao xian wei jie jian shen chang ,qian li chong he sheng wu chan liang zeng jia ,bing ju chan zhu chan liang fen bie di gao le 11.8%he 16.0%。zhe xie jie guo biao ming ,RGG2fu diao kong shui dao zhi zhu sheng chang he zi li da xiao 。5、guo biao da zhuai ji yin ji de di er xie xie qiao yu ri ben qing xiang bi dui GA3de min gan xing jiang di ,er zrgg2-1he zrgg2-2liang ge tu bian ti de di er xie xie qiao dui GA3de min gan xing gao yu ZS97。tong guo GAyou dao chong zi de α-dian fen mei huo xing ye zheng ming le shang shu jie guo 。yin ci ,RGG2can yu le shui dao GAxiang ying 。6、ji yu 132ge shui dao chong zhi zi yuan de ji yin zu chan bei xing (Hap)fen xi fa xian ,RGG2gong han you 6ge chan he suan bian yi he yi ge cha ru que shi bian yi ,bing chan sheng le 6chong chan bei xing 。ji zhong ,Hap1he Hap2zhu yao fen bie zai jing dao he xian dao zhong fen bu 。ri ben qing he zhen shan 97zhong fen bie xie dai Hap1he Hap2,dan ta men de RGG2dan bai xu lie xiang tong 。han you Indellde xi you chan bei xing Hap6jin zai da li xing pin chong su yu nuo he da li jing zhong chu xian ,shui ming Hap6ke neng you li yu li xing he li chong de zeng jia 。ran er ,gai bian yi wei dian de wei chuan xiao ying he yo chong jia zhi xu yao jin yi bu yan jiu 。er 、OsPP2C09fu diao kong ABAxin hao chuan dao he kang han xing ,dan cu jin shui dao de zhi zhu sheng chang he chan liang Aya zu 2Clei dan bai lin suan mei (PP2Cs)yi jing de dao an fan de yan jiu ,zai ni na gai zhong fu diao kong ABAxin hao chuan dao 。ran er ,zai shui dao zhong jin you shao bu fen Aya zu PP2Csde gong neng bei jian ding 。ben yan jiu zhong ,wo men yi CRISPR/Cas9qiao chu tu bian ti (ospp2c09)he ri ben qing bei jing zhong de liang ge OsPP2C09guo liang biao da zhu ji wei yan jiu cai liao ,jie xi le shui dao Aya zu PP2Ccheng yuan OsPP2C09de gong neng 。zhu yao jie guo ru xia :1、ji tong jin hua shu fen xi biao ming ,OsPP2C09shu yu shui dao zhong PP2C Aya zu ,yu ni na gai zhong de HAI2(AT1G07430)tong yuan xing zui gao 。2、OsPP2C09zai ge ge zu zhi zhong jun you biao da ,bing ju zai xie he qiao zhong biao da jiao gao 。sui zhao you sui de shen chang ,OsPP2C09biao da xia jiang ,biao ming OsPP2C09ke neng ying xiang you sui de fa yo 。3、wei le que ding OsPP2C09dan bai de ya xi bao ding wei ,zai ben shi yan cao xie biao pi xi bao zhong fen bie shun shi biao da you CaMV 35Sqi dong de GFPhe OsPP2C09-GFProng ge dan bai ,fa xian OsPP2C09-GFProng ge dan bai de ying guang zhu yao ding wei yu xi bao he zhong 。4、ABAcun zai de tiao jian xia ,OsPP2C09neng yu da duo shu de OsPYLshe OsSAPKschan sheng xiang hu zuo yong ,biao ming OsPP2C09can yu shui dao zhong de ABAxin hao chuan dao 。ABAxiang ying he gan han xie pai xiang ying jie guo biao ming ,OsPP2C09fu diao kong ABAxin hao chuan dao 、qi kong guan bi he nai han xing 。5、OsPP2C09bu jin can yu shui dao de ABAxin hao chuan dao ,hai ying xiang zhi zhu sheng chang 。ospp2c09tu bian ti yu zheng chang xiang bi chan sheng geng duan he geng xiao de zi li 。xiang fan ,OsPP2C09de guo liang biao da hui xian zhe zeng jia zhu gao ,zi li da xiao he chan zhu chan liang 。zai gao chan pin chong su ken 118zhong guo liang biao da OsPP2C09ye guan cha dao shui dao chan liang de xian zhe zeng jia 。shang shu jie guo biao ming OsPP2C09bu jin shi ABAxin hao tong lu de zu cheng bu fen ,bing fu diao kong ABAjie dao de gan han xie pai xiang ying ,dan zheng diao kong shui dao zhi zhu sheng chang he chan liang 。yin ci ,OsPP2C09zuo wei yi chong xin de mu biao ba dian ,ke yong yu shui zi yuan feng fu de de ou de gao chan shui dao pin chong pei yo 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自扬州大学的缪军，发表于刊物扬州大学2019-04-19论文，是一篇关于水稻论文,粒型论文,产量论文,异三聚体蛋白论文,蛋白磷酸酶基因论文,扬州大学2019-04-19论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自扬州大学2019-04-19论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。