蓝光调控拟南芥生长素生物合成、极性运输的机制和随机GFP：：cDNA融合基因插入片段的克隆及功能的初步分析

论文摘要

随着生物科学的发展,作为分子生物学研究的模式植物—拟南芥越来越受到重视。研究拟南芥的不同基因在发育过程中或某种环境下基因的表达与调控,对进一步了解其它植物是十分有益的,并且为植物遗传育种的理论和应用研究提供良好的材料。本论文分两个部分:（1）以拟南芥哥伦比亚野生型col-4以及蓝光受体cry1-304、cry2和cry1cry2突变体为材料,采用半定量RT-PCR技术对蓝光对生长素生物合成和生长素的极性运输的调控进行了研究。（2）以转染随机GFP:cDNA融合基因的大量转基因拟南芥为材料,利用荧光显微镜观察筛选表达GFP:cDNA融合基因的转基因植株,及鉴定融合子的亚细胞定位。对在细胞核或在细胞核和细胞质中均表达的融合基因进行克隆,然后根据基因的序列进一步研究该基因的结构和功能。结果如下: 1 蓝光调节拟南芥生长素生物合成与极性运输关键酶基因的表达 1.1 IAA对拟南芥下胚轴伸长的诱导 在连续蓝光下,由于蓝光受体突变后,IAA的生物合成或极性运输增强,使幼苗体内的IAA已达到饱和,如果外施IAA,会因为工从过量而抑制下胚轴伸长;或者由于植物本身的IAA含量已满足需要,使IAA的信号传导达到最佳状态,当外施IAA时,植物不再对其发生反应,相反会抑制茎的伸长。 1.2 极性运输抑制剂NPA对拟南芥下胚轴伸长的抑制 结果表明,连续白光、蓝光或红光下,随NPA施用浓度增加,野生型和突变体的下胚轴的伸长受到明显抑制,但是蓝光下,较高浓度的NPA对蓝光受体突变体下胚轴伸长的抑制程度比连续白光或红光下的要弱,说明蓝光受体突变后,可能促进了拟南芥幼苗体内参与IAA极性运输的酶基因的表达增加,而导致蓝光受体突变体的下胚轴伸长。 1.3 不同的蓝光处理时间和光照强度对IAA生物合成关键酶、IAA诱导蛋白酶以及IAA极性运输相关蛋白酶基因的调节 蓝光处理4-8 h时突变体中IAA5的表达量增加,其中cry1-304和cry1cry2中的表达水平比cry2中的表达水平高,而野生型中的表达量则下降,暗示蓝光受体参与IAA信号传导途径,通过负调节IAA诱导蛋白的表达而抑制植物茎的伸长。不同光照强度处理0.5 h后,突变体中IAA1和IAA5的表达量普遍高于野

论文目录

• 摘要
• Absract
• 第一章 绪言
• 1 拟南芥的研究进展
• 1.1 拟南芥的生物学特点
• 1.2 拟南芥的DNA结构研究
• 1.3 拟南芥的研究历史
• 1.4 拟南芥基因的克隆、转化、表达与调控
• 2 蓝光受体（隐色素）的研究进展
• 2.1 隐色素
• 2.1.1 隐色素CYR1
• 2.1.2 隐色素CRY2
• 2.2 隐色素与植物的光形态建成
• 2.2.1 隐色素在去黄化方面的作用
• 2.2.2 隐色素在开花调控方面的作用
• 2.2.3 隐色素在生物钟和基因表达的光调节方面的作用
• 3 生长素生物合成及极性运输的研究进展
• 3.1 生长素生物合成的研究
• 3.2 生长素极性运输的研究
• 3.2.1 生长素极性运输的调控
• 3.2.2 生长素的极性运输与光形态建成
• 4 蓝光调控植物内源生长素的研究现状与问题
• 5 本论文研究的目的与意义
• 第二章 蓝光调节拟南芥生长素生物合成与极性运输的机制
• 1 引言
• 2 IAA从对拟南芥下胚轴伸长的诱导和极性运输抑制剂（NPA）对拟南芥下胚轴伸长的抑制
• 2.1 实验材料与方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 IAA对拟南芥下胚轴伸长的诱导
• 2.2.2 极性运输抑制剂对拟南芥下胚轴伸长的抑制
• 3 不同的蓝光处理时间和光照强度对IAA生物合成关键酶、IAA诱导蛋白酶以及IAA极性运输相关蛋白酶基因的调节
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 总RNA的提取
• 3.3.2 不同的蓝光处理时间对IAA生物合成关键酶、IAA诱导蛋白酶以及IAA极性运输相关蛋白酶基因的调节
• 3.3.3 不同的蓝光强度处理对IAA生物合成关键酶、IAA诱导蛋白酶以及IAA极性运输相关蛋白酶基因的调节
• 4 讨论
• 4.1 IAA对拟南芥下胚轴伸长的诱导
• 4.2 极性运输抑制剂对拟南芥下胚轴伸长的抑制
• 4.3 不同的蓝光处理时间对IAA生物合成关键酶、IAA诱导蛋白酶以及IAA极性运输相关蛋白酶基因的调节
• 4.4 不同的蓝光强度处理对IAA生物合成关键酶、IAA诱导蛋白酶以及IAA极性运输相关蛋白酶基因的调节
• 第三章 随机GFP：：cDNA融合基因在拟南芥亚细胞的定位和功能的初步分析
• 1 引言
• 2 随机GFP：：cDNA转基因拟南芥幼苗的筛选
• 2.1 实验材料与方法
• 2.2 结果与分析
• 3 随机GFP：：cDNA转基因插入片段的克隆
• 3.1 实验材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 结果分析
• 3.3 讨论
• 4 CCR1转基因株系表型的初步分析
• 4.1 CCR1基因的研究现状
• 4.2 CCR1基因在细胞中的定位
• 4.2.1 材料和仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.3 结果与分析
• 4.3 CCR1转基因株系表型的初步分析
• 4.3.1 实验材料
• 4.3.2 实验方法
• 4.3.2.1 不同波长的光处理
• 4.3.2.2 不同光照强度的处理
• 4.3.3 结果与分析
• 4.3.3.1 不同波长的光处理
• 4.3.3.2 不同光照强度的处理
• 4.3.4.讨论
• 4.4 突变体的获得
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录:攻读硕士学位期间论文发表情况