论文摘要
水稻是世界上最重要的粮食作物之一,研究水稻生长发育的分子遗传机制具有重要理论意义和应用价值。水稻花器官突变体是研究生殖生长,特别是花发育有关基因的功能及其互作的好材料。本课题组在水稻育种材料中获得了一个植株明显矮化、叶片短而细、花器官明显变异的突变体ddf1(dwarf and deformed flower1)。该突变体花器官的典型特征为:两枚浆片转变为稃片;雄蕊部分或全部雌蕊化。据此推测DDF1基因是维持水稻正常营养生长与花器官发育的重要多效基因。本论文以ddf1为材料分析了DDF1基因的表达特征与功能,获得以下主要结果:(1)通过构建DDF1基因启动子的GUS表达载体pDDF1并转化水稻品种中花15的愈伤组织,获得了48个转基因株系。GUS组织化学染色结果表明,在营养生长阶段,DDF1基因在水稻的根、叶和茎中都有强表达,但在顶端分生组织中没有检测到DDF1基因的表达。进入生殖发育阶段后,在幼穗与枝梗中都可以检测到DDF1基因较强表达。在发育成熟小花的浆片和雄蕊中DDF1的表达较强,内外稃和雌蕊中DDF1的表达较弱。说明DDF1在营养生长以及生殖生长的整个过程都有表达,是一个调控营养生长与生殖生长的多效基因。(2)构建了ubiquitine启动子的过量表达载体pTCK303:DDF1并转化水稻愈伤,获得46株转基因株系。过量表达载体转基因植株(T0)的初步表型分析显示,它的表型与野生型没有明显变化。我们利用Q-PCR进一步分析DDF1在不同转基因株系的表达水平,发现5个转基因植株的DDF1表达水平有不同程度的提高。考虑到T0代转基因植株表型没有明显变化,我们拟定对T1代中转基因与非转基因植株中DDF1表达水平与其表型进行进一步的观察与分析。(3)构建了DDF1亚细胞定位表达载体pCAMBIA1302-GFP-DDF1,将该载体转入农杆菌后侵染幼嫩的洋葱表皮细胞,观察DDF1蛋白在细胞中的表达部位。结果表明DDF1-GFP融合蛋白在细胞核中特异表达,推测DDF1为核定位蛋白。
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