水稻WRKY89和WRKY52基因的分离与功能研究

论文题目: 水稻WRKY89和WRKY52基因的分离与功能研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 生物化学与分子生物学

作者: 王海华

导师: 郭泽建

关键词: 基因分离,水稻,转录因子,生物与非生物胁迫,抗性,抗冷性

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: WRKY蛋白参与植物对生物或非生物胁迫反应和一些发育、代谢过程。从水稻cDNA文库中分离OsWRKY89和OsWRKY52基因,并对其功能进行了初步研究。结果报告如下: 1 OsWRKY89 cDNA的分离与功能研究 OsWRKY89编码一个含263氨基酸、1个WRKY保守域的蛋白,锌指纹样式为C2HC,属WRKY第Ⅲ成员。它与其它WRKY成员的同源性低。 OsWRKY89能与W盒元件特异地结合。N端的亮氨酸拉链样结构参与蛋白质同源互作和DNA与蛋白质互作。OsWRKY89是核蛋白。 OsWRKY89具有转录激活活性,C端的酸性区是负责转录激活的区域;亮氨酸拉链样结构增强该蛋白的转录激活能力。 OsWRKY89转录本在茎中丰度最高,其次是叶、根,在花中最低,且受多种非生物胁迫和激素诱导。UV-B、茉莉酸甲酯（MeJA）快速、强烈地诱导其表达;机械伤害、高盐、冷（4℃）、热（37℃）和乙烯利、ABA诱导其表达;而UV-A、SA、GA3处理下,其表达无明显变化。 构建了超表达载体（Ubi::OsWRKY89）和双链RNAi载体（35S::dsOsWRKY89）,用农杆菌介导法转化水稻愈伤,获5个T1代和5个T0代超表达株系,9个RNAi株系的再生植株。超表达株系的T2代植株矮化,不定根少,OsWRKY89不同程度地超表达,且表型与OsWRKY89表达水平有较好的相关性,表达量高的植株更矮化、不定根越少。 植株超表达T2代植株对UV-B抗性增强,表明该基因介导了植物对UV-B的防卫反应。超表达植株中JA介导的UV-B反应基因OsBBPI组成性表达,提示OsWRKY89超表达植株抗UV-B可能与JA信号途径有关。

论文目录:

致谢

摘要

Abstract

第一部分 文献综述

第一章 植物转录因子功能研究方法与WRKY研究进展

前言

1 转录因子的结构与类型

2 研究转录因子功能的方法

2.1 转录因子功能域的研究方法.

2.1.1 DNA与蛋白的相互作用

凝胶电泳迁移分析

足迹技术

随机结合位点选择

2.1.2 转录调控区的确定

2.1.3 核定位信号区的鉴定

2.2 利用突变体和转基因的功能分析方法

2.2.1 基因功能缺失突变体

2.2.2 功能获得突变体

3 WRKY转录因子的结构与功能

3.1 WRKY的结构域

3.2 WRKY域与W盒

3.3 WRKY的其它结构域

3.4 WRKY基因的起源与进化

3.5 WRKY蛋白的功能

3.5.1 WRKY基因的表达模式

3.5.2 WRKY蛋白参与植物对病原的防御反应及其信号途径

3.5.3 WRKY蛋白参与植物发育与代谢过程

3.5.4 用功能获得和功能丧失突变体鉴定WRKY蛋白的功能

3.5.5 WRKY蛋白的目的基因

4 本项目的目的与意义

第二部分 研究内容

前言

第二章 OsWRKY89基因的分离与功能研究

1 材料与方法

1.1 材料

生物材料

酶、化学试剂

1.2 方法

1.2.1 OsWRKY89 cDNA的分离

1.2.2 序列分析

1.2.3 OsWRKY89及其缺失突变体的原核表达

1.2.4 OsWRKY89及其缺失突变体与W盒元件的结合

1.2.5 酵母双杂交

1.2.6 OsWRKY89的亚细胞定位

1.2.7 OsWRKY89转录激活的分析和激活域的确定

1.2.8 Northern分析

水稻培养

水稻苗处理

RNA提取与Northern分析

1.2.9 OsWRKY89的水稻转化

1.2.10 OsWRKY89超表达植株的表型分析

1.2.11 OsWRKY89超表达植株抗UV-B分析

2 结果

2.1 OsWRKY89 cDNA的分离

2.2 OsWRKY89及其N端缺失突变体的原核表达

2.3 OsWRKY89与W盒结合

2.4 OsWRKY89的同源相互作用

2.5 OsWRKY89的核定位

2.6 OsWRKY89转录激活分析及其转录激活域的确定

2.7 OsWRKY89在水稻植株中的表达

2.8 OsWRKY89在激素处理、生物或非生物胁迫下的表达

2.9 OsWRKY89的水稻转化

2.10 OsWRKY89超表达水稻苗的表型观察

2.11 OsWRKY89超表达水稻苗抗UV-B分析

2.12 OsBBPI在OsWRKY89超表达植株中组成性表达

3 讨论

3.1 OsWRKY89是一个新的WRKY成员

3.2 N端亮氨酸拉链样结构增强OsWRKY89与W盒结合

3.3 C端酸性区负责OsWRKY89的转录激活

3.4 OsWRKY89受多种激素和胁迫诱导

3.5 OsWRKY89超表达植株抗UV-B可能与JA信号途径有关

第三章 OsWRKY52基因的分离与功能研究

1 材料与方法

1.1 材料

生物材料

酶、化学试剂

1.2 方法

1.2.1 OsWRKY52cDNA的分离

1.2.2 序列分析

1.2.3 OsWRKY52的原核表达

1.2.4 OsWRKY52与W盒元件的结合

1.2.5 OsWRKY52的亚细胞定位

1.2.6 OsWRKY52转录激活的分析和激活域的确定

1.2.7 RNA提取与Northern分析

1.2.8 OsWRKY52的水稻转化

1.2.9 OsWRKY52超表达植株抗冷试验

2 结果

2.1 OsWRKY52cDNA的分离

2.2 OsWRKY52与含W盒的DNA结合

2.3 OsWRKY52转录激活活性与转录激活结构域的分析

2.4 OsWRKY52的亚细胞定位

2.5 OsWRKY52在植株中的表达

2.6 光照对OsWRKY52表达的影响

2.7 OsWRKY52在接种稻瘟菌后的表达

2.8 OsWRKY52在非生物胁迫和激素处理下的表达

2.9 OsWRKY52转基因苗的表型和抗冷分析

3 讨论

3.1 OsWRKY52是叶绿体或其它质体中的转录调节蛋白

3.2 OsWRKY52可能参与植物抗病防御反应

3.3 OsWRKY52对不同的非生物胁迫有应答

全文小结

发表论文

参考文献

发布时间: 2005-07-22

参考文献

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• [8].水稻WRKY13通过选择性结合不同顺式作用元件调控非生物和生物胁迫信号路径间的互作[D]. 肖俊.华中农业大学2013
• [9].玉米WRKY转录因子Ⅱd亚族抗逆相关基因的鉴定及ZmWRKY17的功能分析[D]. 蔡荣号.安徽农业大学2016
• [10].调控长春花生物碱合成的WRKY转录因子鉴定及功能分析[D]. 杨致荣.山西农业大学2013

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• [3].水稻种子发育相关转录因子的分离和功能研究[D]. 叶锐.中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）2005
• [4].WRKY家族调控植物抗逆信号途径分子机制的初步研究[D]. 沈怀舜.复旦大学2007
• [5].辣椒WRKY转录因子cDNA的分离与功能鉴定[D]. 王育娜.福建农林大学2008

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