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水稻OsSsr1基因的表达与分析及Os02g0198200基因的功能初步分析

作　者: 常闪闪
导　师: 邵敏
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: 水稻 OsSsr1 表达分析 Os02g0198200 转基因 抗病性
分类号: S435.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


实验室前期研究表明,将来自水稻黄单胞菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）的Harpin蛋白编码基因hrf1转化水稻,获得的转基因株系NJH12能够提高对水稻稻瘟病、水稻白叶枯病和干旱的抗性。对NJH12表达芯片进行分析,筛选出大量与受体植株有显著差异表达的基因。OsSsrl （Oryza sativa L. salt-sensitive related gene1, GeneBank登录号为NM001065574）是NJH12表达谱中的一个表达量上调基因,为了进一步分析其序列特征、启动子序列、亚细胞定位及在水稻不同组织和各种逆境胁迫下的表达模式,通过生物信息学手段、洋葱表皮亚细胞定位和Real-Time PCR对其进行研究。序列分析表明OsSsr1的开放阅读框为2004bp,编码一个由667个氨基酸组成并含有5个跨膜区的蛋白,该蛋白N端含有一个信号肽。其启动子序列包含TGACG-motif、ABRE、 TCA-element、Box-W1、W box和Box S等多个与胁迫相关的顺式作用元件。GFP融合表达显示,OsSsrl蛋白定位于细胞膜。Real-Time PCR结果表明,OsSsrl基因在水稻不同不同组织中均有表达,在叶部的表达量最高,其次为根,在幼穗中的表达量最低；OsSsrl表达水平受干旱、高温、高盐、低温、机械伤害、稻瘟病菌、MeJA和ABA的诱导上调。Os02g0198200基因也是NJH12表达谱中的一个表达量上调基因,具有2个EF手型结构,编码1个EF手型钙结合蛋白。本研究成功构建Os02g0198200基因沉默表达载体,用土壤根癌农杆菌介导的方法将过表达载体和沉默表达载体转化水稻日本晴,用Hpt抗生素做抗性筛选,获得19株过表达植株和21株沉默植株。PCR检测表明Os02g0198200基因已经整合到水稻基因组中,RT-PCR分析表明该基因在水稻中可以正常表达。对TO代阳性转基因水稻进行PXO99接种,发现过表达株系在孕穗期提高了对白叶枯病菌的抗性,不同株系对水稻白叶枯的抗性存在差异；沉默株系没有增强对PXO99的感病性；在未接菌条件下,过表达株系OV1中防卫反应相关基因表达量升高,表明过表达Os02g0198200基因激活了防卫反应相关基因的表达,过表达株系对白叶枯病菌的抗性可能与防卫反应相关基因的激活有关。

全文目录


摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
上篇 文献综述  11-30
  第一章 植物耐逆功能基因的研究进展  12-20
    1 调控基因  13-15
      1.1 转录因子  13-15
      1.2 信号转导基因  15
    2 功能基因  15-20
      2.1 渗透保护物质  15-16
      2.2 活性氧清除酶相关基因  16-17
      2.3 LEA蛋白基因  17
      2.4 转运蛋白基因  17-18
      2.5 脂类合成有关的多功能基因  18
      2.6 热激蛋白  18-20
  第二章 植物细胞内钙信号转导途径  20-30
    1 Ca~(2+)在植物信号转导中的作用  20-21
    2 植物细胞对钙的运输  21-25
      2.1 细胞内钙离子的分布  21-22
      2.2 胞质Ca~(2+)外流系统  22-23
      2.3 Ca~(2+)进入胞质的内流系统  23-25
    3 Ca~(2+)信号的靶蛋白  25-30
      3.1 钙调素CaM  26-27
      3.2 CaM相似蛋白和其它含EF手型结构的钙结合蛋白  27-28
      3.3 钙依赖型蛋白激酶CDPK  28-29
      3.4 不含EF手型结构的钙结合蛋白  29-30
下篇 研究内容  30-61
  第一章 水稻OsSsr1基因的定位与表达分析  31-43
    摘要  31-32
    1 材料与方法  32-35
      1.1 植物材料与处理  32
      1.2 RNA的提取与cDNA的合成  32-33
      1.3 生物信息学分析  33-34
      1.4 OsSsr1与GFP融合蛋白的亚细胞定位  34-35
      1.5 OsSsr1表达的Real-Time PCR分析  35
    2 结果  35-40
      2.1 OsSsr1基因序列分析  35-37
      2.2 OsSsr1基因的启动子序列分析  37-38
      2.3 OsSsr1-GFP融合蛋白亚细胞定位  38-39
      2.4 OsSsr1基因的组织表达分析  39
      2.5 OsSsr1基因的诱导表达分析  39-40
    3 讨论  40-43
  第二章 水稻Os02g0198200基因的功能初步分析  43-61
    摘要  43-44
    1 材料和方法  44-53
      1.1 供试水稻  44
      1.2 菌株和质粒  44-45
      1.3 主要试剂  45-46
      1.4 水稻RNA的提取与cDNA的合成  46
      1.5 目的片段的PCR扩增  46
      1.6 PCR产物的酶切与回收  46-47
      1.7 载体的构建  47-49
      1.8 Real-Time PCR分析Os02g0198200的组织表达情况  49
      1.9 载体转化农杆菌  49-50
      1.10 农杆菌介导的转基因水稻的获得  50-51
      1.11 水稻gDNA的提取  51
      1.12 转基因水稻的PCR鉴定  51-52
      1.13 TO代转基因水稻对白叶枯病的抗性分析  52
      1.14 防卫反应相关基因的Real-Time PCR检测  52-53
    2 结果与分析  53-59
      2.1 载体的构建  53-55
      2.2 Os02g0198200基因的组织表达分析  55
      2.3 转基因植株的获得  55-56
      2.4 转基因水稻的PCR检测  56-57
      2.5 转基因水稻的RT-PCR分析  57
      2.6 过表达Os05g0198200提高水稻对白叶枯病的抗性  57-59
      2.7 过表达Os02g0198200基因激活防卫反应相关基因的表达  59
    3 讨论  59-61
参考文献  61-73
附录  73-79
致谢  79-81
攻读学位期间发表的学术论文  81

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 农作物病虫害及其防治 > 禾谷类作物病虫害 > 稻病虫害
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