论文题目: 水稻细胞分裂素双元信号系统研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 遗传学
作者: 杜黎明
导师: 吴平
关键词: 水稻,细胞分裂素,双元信号系统,基因表达
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本研究通过序列相似联配方法对TIGR(http://www.tigr.org)的水稻基因组数据库进行分析，结果得到5个细胞分裂素受体基因：OsHK1-4，OsHKL1(OsHK like genel)，5个含有His残基的磷酸转移蛋白基因：OsHP1-5，19个反应调控因子基因：OsRR1-19。通过这些基因的生物信息学研究，以及细胞分裂素受体干涉的转基因植株和水稻细胞分裂素不敏感突变体ctkt1、ctkt2、ctkt4和ctkt5的研究，得到以下结论： 1．通过保守域研究发现，大部分基因都具有拟南芥和玉米TCS(Twocomponent signalling)基因的保守域和功能所必需的保守残基His或DDK，并且和它们的相应家族基因的氨基酸序列具有高度的保守性。但是OsHKL1缺少传递域和接受域，OsHP3，OsHP4，OsHP5不具有磷酸化功能所必须的His残基，OsRR11，OsRR12和OsRR13的DDK残基不完整。和玉米及拟南芥中的TCS基因的氨基酸序列作进化树分析，显示在进化关系上，水稻和玉米之间的进化关系比拟南芥更近。 2．染色体定位分析发现，这29个基因分布在水稻的12条染色体上，根据染色体的复制区域信息，得知进化树上同一个亚类OsRR1和OsRR2，OsRR3和OsRR5，OsRR15和OsRR19之间都是复制基因。 3．通过水稻双元系统途径基因对外源细胞分裂素6-BA处理的响应分析，发现4个小时后，A型OsRRs在根和叶中都受6-BA的迅速诱导而表达增强，OsHK1-4在根里被诱导增强，在叶里变化不大，而其余的基因在根和叶中表达都不受影响。RT-PCR分析发现水稻的大部分TCS途径基因在各个组织中都能表达，而且不同的基因在不同的组织中表达强度不一样。 4．通过酵母细胞分裂素受体突变体sln1Δ的回复验证实验发现，OsHK1-4是具有组氨酸激酶活性的细胞分裂素受体，而OsHKL1是没有组氨酸激酶活性的。这五个基因的干涉转基因苗的根和叶中TCS途径的许多下游基因的转录表达都发生了变化，并且在根和叶中的表达变化是不一样的。结果发现OsHK1在根中调控OsHP1、OsRR14和OsRR8的转录表达，在叶里调控OsHP4、OsRR17、OsRR2和OsRR4的转录表达。OsHK2在根中调控OsHP2、OsRR14和OsRR19的转录表达，在叶里调控OsHP3、OsHP4、OsRR14和OsRR17的转录表达，没有A型OsRRs表达发生变化。OsHK3在根中调控OsHP2和OsRR15的转录表达，在叶里调控OsHP3、OsHP4、OsRR15，OsRR17、OsRR18、OsRR2和OsRR8的转录表达。OsHK4在根中调控OsHP2、OsHP3、OsHP5、OsRR17、OsRR19、OsRR2、OsRR4和OsRR8的的转录表达，而在叶里调控OsHP3、OsRR19、OsRR4的转录表达。
论文目录:
致谢
缩略语表
摘要
第一章 文献综述
一．细胞分裂素在植物中的作用
二．细胞分裂素信号是通过双元信号系统途径传导的
(一) 双元信号系统途径介绍
1．原核生物中的单步骤双元信号系统途径
2．真核生物中的多步骤双元信号系统途径
(二) 拟南芥中的双元信号系统途径
1．细胞分裂素受体：组氨酸激酶
2．含有可被磷酸化的组氨酸残基的磷酸转移蛋白(His-containing phosphotransfer proteins)：HPt domains
3．反应调控因子(response regulator)：ARRs
(1) type-A ARRs
(2) type-B ARRs
4．拟南芥中的细胞分裂素信号传导模式
(三) 玉米中的双元信号系统途径
(四) 细胞分裂素双元信号系统的发育学及生理学意义
第二章 材料与方法
1 材料和试剂
2 水稻材料准备
3 序列鉴定,染色体定位及保守域分析
4 进化树分析
5 总RNA提取
6 第一链cDNA合成
7 半定量PCR分析
8 五个细胞分裂素受体全长基因克隆及载体构建
9 酵母转化
10 测序
11 细胞分裂素干涉载体的构建
12 水稻转基因方法
第三章 结果与讨论
第一部分 水稻CTK双元信号系统研究
1 水稻CTK双元信号系统途径基因的鉴定及细胞分裂素受体结构域分析
2 水稻CTK双元信号系统途径基因的保守域分析
3 CTK双元信号系统的进化树分析
4 染色体定位分析
5 CTK双元信号系统基因对外源细胞分裂素6-BA的反应
6 小结
第二部分 水稻细胞分裂素受体功能及调控研究
1 通过酵母突变体的回复实验进行的细胞分裂素受体功能验证
2 水稻细胞分裂素受体基因敲除转基因苗的构建及其鉴定
3．水稻细胞分裂素受体基因敲除转基因苗中双元信号系统下游基因表达变化情况
4．小结
第三部分 水稻外源细胞分裂素不敏感突变体研究
1．水稻外源细胞分裂素不敏感突变体的筛选鉴定
2．水稻外源细胞分裂素不敏感突变体中双元信号系统基因的表达变化研究
3．小结
参考文献
Abstract
攻读博士学位期间发表的科研论文
发布时间: 2006-09-06
参考文献
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