对水稻GH3基因突变体fly和大叶倾角突变体lla的初步研究

论文摘要

水稻作为单子叶模式植物,而且作为一种重要的粮食作物,研究其株型、结实率及分子调控机制,对了解水稻复杂多样的生理活动,对其进行调节,进而改善粮食作物品质,提高产量有重要作用。GH3基因是最早在大豆中发现的生长素修饰酶基因,近年来在拟南芥中对其同源基因的功能有相关研究报道,发现其在植物的生长发育与胁迫反应中都发挥着重要作用。但在水稻中的功能研究少有报道。用已确定的水稻GH3基因的功能获得性突变体fly为材料观察正常条件下生长七天的小苗,发现其地上部分高度明显降低,根长变化不明显,但侧根数目减少;对发育时期的种子观察发现fly种子的长度与WT相似但其宽度和厚度变小,种子不饱满,说明种子后期的发育受到影响;组织切片观察表明,突变体fly叶片与叶鞘交接处的木质化细胞区域变大,叶片和叶鞘的薄壁细胞层加厚,抽穗期茎的切片显示fly的茎杆变细,而且维管束数目减少;统计不同浓度IAA条件下生长七天的小苗地上部分的高度,结果表明在IAA浓度为0.1pM时对WT地上部分的促进达到最大,在0.5pM时对fly地上部分的促进达到最大,说明突变体对IAA的敏感性降低;将FLY基因编码区进行原核诱导表达,并体外纯化,在适宜条件下通过薄层层析（TLC）检测其对IAA缀合氨基酸的能力,但未得到阳性结果。在构建受体激酶RNAi载体并遗传转化水稻的过程中,发现了叶倾角明显增大并半矮化的植株。半定量RT-PCR表明目的基因的RNA水平与表型无对应关系。Southern blot表明这些有表型的植株可能来自同一遗传转化株系。对有表型植株的后代进一步观察发现,表型可稳定遗传,T1代植株southern blot结果表明此株系为单拷贝插入株系。对突变体T1代进行TAIL-PCR,找到一些特异扩增条带,测序工作尚未完成。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一部分 文献综述
• 1. 生长素的研究进展
• 2 GH3基因的研究概况
• 第二部分 研究论文
• 1 对水稻 GH3 基因突变体fly 的部分功能研究
• 前言
• 1.1 实验材料与试剂
• 1.1.1 实验材料
• 1.1.2 试剂
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 水稻小苗表型观察
• 1.2.2 石蜡切片
• 1.2.3 原核表达 FLY2 蛋白，并体外纯化
• 1.2.4 纯化的 GH3 蛋白对生长素修饰功能验证
• 1.2.5 水稻的遗传转化
• 1.3 实验结果
• 1.3.1 突变体的表型观察
• 1.3.2 突变体fly 种子发育进程的观察
• 1.3.3 突变体fly 的组织水平观察
• 1.3.4 突变体fly 对外源长素处理的反应
• 1.3.5 FLY 蛋白的体外表达、纯化
• 1.3.6 纯化蛋白对生长素修饰功能验证
• 1.4 讨论
• 2 对水稻大叶倾角突变体lla 的部分研究
• 前言
• 2.1 实验材料与试剂
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 载体的构建
• 2.2.2 载体的转化
• 2.2.3 碱裂解法提取质粒 DNA
• 2.2.4 农杆菌的转化
• 2.2.5 水稻的遗传转化
• 2.2.6 水稻 RNA 的提取
• 2.2.7 半定量 RT-PCR
• 2.2.8 Southern Blot
• 2.2.9 TAIL-PCR
• 2.3 实验结果
• 2.3.1 RNAi 载体的构建
• 2.3.2 水稻的遗传转化
• 2.3.3 RNAi 转基因水稻 T0 代与 T1 代表型观察
• 2.3.4 大叶倾角突变体目的基因 RNA 水平检测
• 2.3.5 突变体lla 的 Southern Blot 杂交鉴定
• 2.3.6 突变体lla 的 TAIL-PCR
• 2.4 讨论
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢