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水稻根系发育调控基因OsRGA的克隆及功能研究

作　者: 马孝霞
导　师: 毛传澡
学　校: 浙江大学
专　业: 植物学
关键词: 水稻根系发育 R-基因 OsRGA CC-NBS-LRR
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

植物须根系由种子根、不定根(adventitious root)又称冠根(crown root)或茎生根(shoot-born root)及其上的侧根组成。在基因调控水平上,相对于双子叶模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)根系发育的研究,有关不定根发生发育分子机理的研究还很少。在本研究中,我们筛选得到一个在30℃恒温培养条件下前期光根、独根,后期发生极少侧根、不定根的水稻突变体。进一步研究发现,以30℃为临界点,随着恒温培养温度的升高或降低,该突变体根系的发生发育状态可以在一定程度上回复到野生型水平。本研究通过图位克隆方法克隆了该基因。该基因定位于第4染色体dCAPS04g657K和STS04g700K两个多态标记之间,测序结果表明,突变体中一个预测功能为植物抗性相关(LOC_Os04g02110,R-基因,1esistance gene)的基因发生了点突变,致使该基因编码产物NBS(nucleotide binding site)结构域中的缬氨酸(valine)突变为丙氨酸(alanine),所以我们将该突变体命名为Osrga.在突变体中超表达OsRGA能使突变体的不定根发生发育恢复正常。生物信息学分析显示,OsRGA属于植物R-基因超家族中的CC(coiled-coil)-NBS-LRR (leucine rich repeat)亚家族。OsRGA与双子叶植物蓖麻(Ricinus communis L.)和单子叶植物小野果芭蕉(Musa acuminata L.)中的抗性蛋白亲缘关系较近,具有相似的保守结构域,反映了单、双子叶植物中R-基因CC-NBS-LRR亚家族的进化保守性。亚细胞定位预测结果显示,OsRGA定位于细胞质中。根据已有文献的报道,水稻R-基因家族成员多涉及植物抗病信号途径,迄今为止鲜有将R-基因与水稻根系发生发育分子机制相联系的报道。组织表达分析结果显示,OsRGA基因在水稻地下部组织(根和根茎节合部)和地上部组织均有表达,并且在不同的温度培养条件下,该基因的表达模式差异较大,说明OsRGA在水稻当中受温度信号调控。

水稻根系发育调控基因OsRGA的克隆及功能研究

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