水稻水分胁迫特异表达基因OsARD的克隆与功能研究

论文摘要

顺式还原酮加双氧酶（ARD）家族参与甲硫氨酸循环,并普遍存在于从微生物到动植物的各种生物体中。我们从水稻中克隆了一个水分胁迫抑制表达的基因,它编码一个顺式还原酮加双氧酶类似蛋白,因此我们将这个基因命名为水稻顺式还原酮加双氧酶基因（OsARD）。Northern杂交和半定量RT-PCR分析表明OsARD基因的表达受到非生命胁迫和植物激素的调控。OsARD基因主要在水稻处于淹水条件下的根组织中表达。它的表达受到包括水分亏缺、高盐和低温在内的非生命胁迫和植物激素脱落酸（ABA）的抑制,而被植物激素乙烯和赤霉素（GA）的诱导。我们的研究表叫在OsARD表达水平显著降低的敲除转基因株系中,水稻S-腺苷甲硫氨酸（SAM）合成酶和1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）合成酶的表达增强了。另外,在OsARD敲除转基因株系中两个参与乙烯信号转导的基因ETR2和EIN3的表达增强了,而另一个参与乙烯信号转导的ERF3基因的表达受到了抑制。这些结果表明OsARD可能在甲硫氨酸（Met）和乙烯代谢及胁迫响应中发挥着一定的作用。

论文目录

• 致谢
• 所略词表
• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 植物在非生命胁迫条件下的信号转导与基因表达
• 1.1 植物在早、冷、盐胁迫条件下的信号转导与基因表达
• 1.2 植物在淹水胁迫条件下的信号转导与基因表达
• 2 甲硫氨酸代谢与顺式还原酮加双氧酶
• 2.1 植物中的甲硫氨酸合成途径
• 2.2 植物中S-腺苷甲硫氨酸的代谢
• 2.3 甲硫氨酸循环与乙烯及多胺的生物合成
• 2.4 甲硫氨酸循环与顺式还原酮加双氧酶
• 第二章 材料与方法
• 1 实验材料
• 2 实验方法
• 2.1 水稻培养
• 2.2 基因克隆与序列分析
• 2.3 载体构建与水稻转基因
• 2.4 DNA和RNA的提取
• 2.5 Southern杂交和Northern杂交
• 2.6 半定量RT-PCR
• 2.7 水稻转基因植株GUS染色分析
• 2.8 瞬时表达与亚细胞定位分析
• 2.9 蛋白原核表达
• 第三章 结果与分析
• 1 OsARD基因的克隆与序列分析
• 1.1 OsARD基因序列分析
• 1.2 OsARD与ARD家庭同源基因的比较
• 1.3 OsARD与ARD家庭同源基因的系统进化分析
• 1.4 OsARD基因的电子定位和拷贝数分析
• 1.5 OsARD原核表达实验
• 2 OsARD基因表达模式的研究
• 2.1 OsARD基因的mRNA水平分析
• 2.2 OsARD基因组织表达的GUS染色分析
• 2.3 OsARD亚细胞定位
• 3 OsARD转基因与基因功能研究
• 3.1 OsARD水稻转基因材料的构建
• 3.2 OsARD的增强和敲除对水稻中乙烯生物合成途径的影响
• 3.3 OsARD的增强和敲除对水稻中乙烯信号转导途径的影响
• 第四章 讨论与展望
• 1 讨论
• 2 展望
• 参考文献
• 发表论文