水稻OsARGOS基因的分离和功能分析

论文摘要

在植物生活周期完成和形态建成的过程中,通过分生组织的活动,会稳定地形成一些形态、结构与功能均有明显不同的侧生器官。侧生器官是由在分生组织区域形成的原基发展而来的单一的侧生结构。侧生器官大小的不同是不同种类植物的相同器官之间最明显的区别。由于植物不能活动,并且具有依赖于光的生活方式,植物器官大小经常受到外界环境信号的影响。然而,也有大量证据表明植物器官的大小仍然主要是受到内部发育信号的控制。随着遗传学和分子生物学技术的发展,人们已经能够深入研究控制植物器官大小的分子机制。通过对影响拟南芥侧生器官大小的基因的研究与分析,人们分离出了一系列控制侧生器官大小的基因。由于在单子叶植物中所获得的与器官大小有关的突变体较少,所以与单子叶植物器官大小有关的研究较少。水稻属于单子叶模式植物,是世界上重要的粮食作物,研究其器官大小的控制具有非常重要的理论意义和应用价值。本研究从水稻中分离了拟南芥ARGOS基因的同源基因OsARGOS,并对其表达模式和功能进行了分析。主要结果如下:1.OsARGOS基因的分离我们从水稻叶片中分离出OsARGOS基因(DQ641272),OsARGOS基因cDNA长为596 bp,编码178个氨基酸,位于水稻的4号染色体上。该基因编码的蛋白质C端富含亮氨酸,序列分析表明OsARGOS氨基酸序列与拟南芥ARGOS氨基酸序列同源,是拟南芥ARGOS基因的同源基因。2. OsARGOS蛋白在细胞中的定位为了研究OsARGOS蛋白在细胞中的定位,我们构建了OsARGOS基因与GFP基因相融合的表达载体,转化洋葱表皮细胞后,融合蛋白在洋葱表皮细胞的细胞膜、细胞质和细胞核内均存在,表明OsARGOS蛋白在细胞内的定位无特异性。3. OsARGOS基因的表达模式分析从水稻基因组(BAC clone: OSJNBa0027P08)中分离了OsARGOS基因的启动子,

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 多倍体与核内复制：控制细胞和器官大小的进化和发育方式
• 1.1.1 细胞多倍性控制细胞和器官大小
• 1.1.2 细胞核内复制控制细胞和器官大小
• 1.2 能够改变细胞和器官大小的植物激素信号传导成分
• 1.3 联系形态建成和决定器官大小的基因
• 1.4 决定器官大小的基因
• 1.5 在器官形成过程中细胞分裂的作用
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 菌株和质粒
• 2.1.3 酶和生化试剂
• 2.1.4 PCR 引物
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 植物基因组DNA的提取
• 2.2.2 植物基因组DNA的纯化
• 2.2.3 植物RNA的提取
• 2.2.4 RNA甲醛变性胶检测
• 2.2.5 反转录cDNA第一链的合成
• 2.2.6 目的基因的获得
• 2.2.7 连接反应
• 2.2.8 大肠杆菌感受态细胞的制备和转化
• 2.2.9 碱法小量提取质粒DNA
• 2.2.10 质粒DNA的酶切鉴定
• 2.2.11 序列测定
• 2.2.12 目的基因的半定量RT-PCR分析
• 2.2.13 农杆菌介导的遗传转化
• 2.2.14 农杆菌介导的拟南芥遗传转化
• 2.2.15 农杆菌介导的水稻转化
• 2.2.16 石蜡切片分析
• 2.2.17 半薄切片的制作
• 2.2.18 根癌农杆菌介导pBIN-OsARGOS-GFP转化洋葱表皮细胞
• 2.2.19 细胞大小的测量和数目计算
• 2.2.20 OsARGOS 在水稻中的Northern杂交分析
• 3 结果与分析
• 3.1 水稻OsARGOS 基因的克隆
• 3.2 OsARGOS 基因cDNA 序列及其编码的氨基酸序列特征分析
• 3.2.1 OsARGOS 基因编码的氨基酸序列同源性分析
• 3.2.2 OsARGOS 基因表达产物的二级结构预测
• 3.3 OsARGOS 蛋白在洋葱表皮细胞中的定位
• 3.3.1 pBIN-OsARGOS-GFP 融合蛋白载体的构建
• 3.3.2 OsARGOS-GFP 融合蛋白在洋葱表皮细胞中的表达
• 3.4 OsARGOS 基因在水稻不同发育时期各器官中的表达分析
• 3.4.1 半定量RT-PCR 分析
• 3.4.2 Northern杂交分析
• 3.4.3 GUS染色分析
• 3.5 OsARGOS 基因的表达受激素调节
• 3.5.1 OsARGOS 基因的表达受生长素调节
• 3.5.2 OsARGOS 基因的表达受细胞分裂素调节
• 3.6 转基因拟南芥植株的分析
• 3.6.1 355::OsARGOS 转基因拟南芥植株的鉴定
• 3.6.2 355::OsARGOS 转基因拟南芥植株的Northern杂交分析
• 3.6.3 355::OsARGOS 转基因拟南芥植株的表型分析
• 3.6.4 野生型拟南芥和转基因拟南芥愈伤组织生长的比较
• 3.6.5 野生型拟南芥和转基因拟南芥的组织学分析
• 3.6.6 OsARGOS 基因过量表达可能促进了与器官大小有关的基因的表达
• 3.7 转基因水稻植株的获得及鉴定
• 3.7.1 转基因水稻表达载体的构建
• 3.7.2 转基因水稻的获得与鉴定
• 4 讨论
• 4.1 OsARGOS 基因序列特征分析
• 4.2 OsARGOS 蛋白的细胞定位
• 4.3 OsARGOS 基因的表达模式
• 4.4 OsARGOS 基因受激素的调节
• 4.5 OsARGOS 基因促进细胞分裂和细胞体积增大
• 4.6 OsARGOS 调节了ANT介导的器官大小控制
• 5 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢