RNAi抑制水稻WRKY10基因表达及转铁蛋白水稻铁胁迫耐受性分析

论文题目: RNAi抑制水稻WRKY10基因表达及转铁蛋白水稻铁胁迫耐受性分析

论文类型: 博士论文

论文专业: 植物病理学

作者: 窦彩虹

导师: 郭泽建

关键词: 水稻,转录因子,干涉,生长发育,铁蛋白,铁胁迫

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 水稻T-DNA插入突变体Osdg生长发育缓慢,其T-DNA插入位点侧翼序列编码一WRKY类转录因子(OsRKY10),大田观测表明,Osdg生育期延长、植株矮化、分蘖数减少、穗长缩短、千粒重减轻、萌发速度减慢,呈现出明显的突变表型。然而,有资料表明,转录因子家族的T-DNA插入突变体很少能够观察到表型变化,因此,为了进一步明确插入位点的OsWRKY10基因是否为引起突变表型的基因,我们采用目的基因5’端、不含WRKY保守域、长度为300bp的cDNA片段,构建了抑制OsWRKY10基因表达的特异性dsRNA干涉重组表达载体pCam-35SWInW,并以农杆菌介导转化水稻(Oryza sativa L.subsp.japonica.,中花11),获得56个转基因植株。T1代干涉植株的大田种植和表型观测结果表明,56个干涉植株中,除14个株系外,其余株系或多或少出现了类似Osdg的表型,其中有17个株系出现较为明显的突变表型,表现为生育期延长、株高下降、分蘖数减少、穗长缩短等表型。可见抑制OsWRKY10基因的表达很可能延缓水稻的生长发育,该基因与引起Osdg突变表型的基因具有相似功能;说明突变体Osdg的突变表型很可能是由OsWRKY10基因突变所引起,该基因很可能参与控制着水稻的生育期及生长发育环节。 生长环境中过量的自由铁离子会使作物遭受毒害、严重影响产量,铁毒害之所以对植物造成伤害,是因为在铁胁迫条件下,植株体内有过多自由铁离子存在;铁蛋白(ferritin)是一类铁结合和储藏蛋白,其超量表达可以帮助植物清除体内多余自由铁离子。转铁蛋白水稻植株的铁胁迫实验表明,虽然在高铁浓度条件下,所有受试材料均表现出株高降低、叶绿素含量下降、质膜透性增加的趋势,但就胁迫组转基因材料和对照间比较来看,秀水11比转铁蛋白植株生长更慢、叶色更淡、膜透性值更高,二者在三项指标间的差异均达到显著水平,这就说明,转ferritin基因使水稻的铁胁迫耐受性明显增强。然而,出乎意料的是,胁迫组受试材料叶片内铁含量均大幅度提高,而且转基因材料和对照间在铁含量上并无显著差异;由此可见,在高铁浓度环境下,受试植株均被迫吸收大量铁离子,而且转基因植株和对照间并不因为材料本身的铁结合、储藏能力不同而表现出体内铁含量上的差异性。据此,我们分析推测,在高铁浓度条件下,植株是否表现出铁胁迫耐受性,和其体内积聚的铁离子浓度并无关系,关键在于其体内积聚的铁离子是以什么形式存在;此外,由于植株体内的铁含量明显受到环境中铁离子浓度的影响,所以通过ferritin超表达来提高植株铁含量是否完全可行尚需进一步探讨。

论文目录:

致谢

目录

摘要

Abstract

第一章 文献综述

1.1 WRKY转录因子

1.2 RNA干涉

1.3 植物过量铁胁迫

1.4 铁蛋白基因

1.5 研究内容和意义

第二章 突变体Osdg的田间表型观测与分析

2.1 材料

2.2 方法

2.3 结果与分析

2.3.1 Osdg生育期观察与分析

2.3.2 Osdg株高观测与分析

2.3.3 Osdg茎秆节间距观测与分析

2.3.4 Osdg分蘖数观测与统计

2.3.5 Osdg考种结果与分析

2.3.6 Osdg萌发速度观测与分析

2.4 讨论

第三章 特异性dsRNA干涉载体的构建

3.1 材料

3.2 方法

3.3 结果与分析

3.3.1 特异性dsRNA干涉载体的构建

3.3.2 重组表达载体的酶切鉴定

3.3.3 pCam-35SWInW表达载体结构

3.3.4 干涉载体的农杆菌转化及其PCR检测

3.4 讨论

第四章 干涉载体的水稻转化及转基因植株的获得

4.1 材料

4.2 方法

4.3 结果与分析

4.3.1 转基因植株的获得

4.3.2 转基因植株的PCR检测

4.4 讨论

第五章 干涉植株的田间表型观测与分析

5.1 材料

5.2 方法

5.3 结果与分析

5.3.1 干涉植株整体观察结果分析

5.3.2 干涉效果观察与分析

5.3.3 生育期观察与分析

5.3.4 株高观测与分析

5.3.5 分蘖数及穗长观测分析

5.4 讨论

第六章 转铁蛋白水稻铁胁迫耐受性分析

6.1 材料

6.2 方法

6.3 结果与分析

6.3.1 铁胁迫对转铁蛋白植株苗高的影响

6.3.2 铁胁迫对转铁蛋白植株叶片铁含量的影响

6.3.3 铁胁迫对转铁蛋白植株叶片叶绿素含量的影响

6.3.4 铁胁迫对转铁蛋白植株叶片质膜透性的影响

6.4 讨论

小结

参考文献

附录

发布时间: 2005-07-22

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