控制水稻不定根原基形成的关键基因ARL1的表达及激素调控

论文题目: 控制水稻不定根原基形成的关键基因ARL1的表达及激素调控

论文类型: 博士论文

论文专业: 遗传学

作者: 王首锋

导师: 吴平

关键词: 水稻,基因,不定根原基,生长素,原基启动

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 不定根在植物固着、养分和水的吸收上起着非常重要的作用,是影响植物生长发育的重要因子,水稻不定根在水稻的生长发育中起着举足轻重的作用。与拟南芥很少形成不定根相比,水稻等单子叶植物能产生许多不定根,这些使水稻成为不定根发育研究的模式材料。然而,关于水稻根系发育的遗传和分子信息非常有限,涉及不定根发生发育的基因及分子机理知之甚少。主要原因在与双子叶植物相比,不定根发育的突变体很少被筛选和鉴定. 本文以水稻不定根缺失突变体arll为材料,研究了ARI1基因的时空表达模式和激素调控,ARI1基因的超量表达和基因的抑制表达.通过基因的表达研究dRI1基因的功能。主要结果如下: 1.在野生型中,ARL1基因主要在不定根原基,穗轴枝梗连接处,分蘖原基、小穗原基、侧根原基等处表达,这里可看出,ARL1基因肯定参与不定根的发生和发育;在arll突变体中的表达与野生型类似。但由于不是专一性表达;可推测ALI基因可能通过调控下游基因而起作用。dRL1基因在不定根整个发育过程都持续表达。 2.ARL1启动子启动的GUS蛋白表达主要集中在水稻不定根原基部位、根的中柱维管组织及侧根原基。侧根横切显示ARL1基因在除表皮细胞外的所有细胞中表达。这一结果与ARL1基因转录本在不同组织中的表达情况是一致的。 3.通过LCM对中柱鞘不定根原基起始分裂的标记基因的表达分析,证明突变体中不定根原基启动细胞的平周分裂受阻。 4.外源添加1.0μM α-NAA,150μM Etheephon,促进不定根的发生,但并不能恢复arll突变体的不定根生长。侧根的生长都受到程度不同的抑制。 1μM NPA完全抑制植株的不定根和侧根的生长,根生长失去向地性而对主根的生长没有抑制,地上部分弯曲。 10μL~-1NBD,除了抑制抑制植株的不定根和侧根的生长

论文目录:

致谢

缩略语表

摘要

引言

第一章 水稻不定根发育的分子机理研究现状

第一部分 不定根发生发育的细胞形态学研究

1.根的分类

2.划分茎节部不定根的方法

3.不定根的形态结构

4.不定根的发育

第二部分 植物激素对水稻不定根形成的调控

第三部分 植物根系形成的分子机制研究进展

1.基因表达分析与根发育的分子研究方法

2.根发育突变体的筛选和鉴定及分子机制研究进展

第二章 ARL1基因在水稻不定根形成过程中的表达模式

第一部分 ARL1基因在mRNA水平的表达模式

1.材料与方法

1.1 材料

1.2 试验器材

1.3 方法

2.结果与讨论

2.1 ARL1基因在水稻不同组织和器官中的表达

2.2 ARL1基因在水稻不定根发育过程中的表达

第二部分 ARL1基因启动子∷GUS融合基因的表达模式

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

1.2.1 ARL1基因启动子∷GUS融合载体构建：

1.2.2 水稻转基因方法

1.2.3 水稻转基因植株GUS染色分析与切片观察

2.结果与讨论

2.1 ARL1基因启动子∷GUS融合基因载体构建、转基因

2.2 ARL1基因表达模式

第三部分 在不定根原基起始分化初期，参与原基起始细胞分裂及细胞分裂周期的标记基因表达的LCM半定量分析

1.材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

2.结果与讨论

2.1.LCM显微捕获的过程

2.2 参与中柱鞘不定根原基起始细胞分裂的标记基因表达分析

2.3 细胞分裂周期标记基因在不定根原基启动初期的表达分析

第三章 水稻ARL1基因的表达与激素调控

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

1.2.1 水稻培养及各种激素处理方法

1.2.2 RNA提取

1.2.3 RT-PCR

1.2.4 GUS染色方法

2 结果与讨论

2.1 arl1对植物激素的反应及ARL1基因表达

2.1.1 arl1突变体对不同植物激素的反应

2.1.2 arl1突变体对NPA和NBD的反应

2.1.3 普通切片分析

2.1.4 arl1突变体对植物激素与NPA或NBD的组合处理的反应

2.2 植物激素对ARL1基因表达的调控

2.2.1 ARL1基因对植物激素的反应

2.2.2 生长素和乙烯调控ARL1基因的时间曲线

3 小结

第四章 ARL1基因的增强表达与抑制表达

1.材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

1.2.1 ARL1超量表达载体构建

1.2.2.RNA干涉载体的构建

1.2.3 水稻转基因方法

1.2.4 水稻材料准备

1.2.5 RNA的提取和RT-PCR

1.2.6 序列比较分析

1.2.7 测序

2.结果与讨论

2.1 ARL1基因的增强表达

2.2 ARL1基因的抑制表达

展望

ABSTRACT

参考文献

攻读博士学位期间发表的科研论文

发布时间: 2005-10-10

参考文献

• [1].水稻不定根发生基因ARL1的克隆与功能分析[D]. 刘洪家.浙江大学2005

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