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利用点突变研究水稻OsARF的功能

作　者: 汪高航
导　师: 吴平
学　校: 浙江大学
专　业: 植物学
关键词: 水稻 生长素 OsIAA基因家族 OsARF基因家族 色氨酸 基因表达 不定根
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


生长素在植物的生长发育中起着重要的调控作用。生长素主要通过改变生长素响应基因的表达水平来影响植物的生长发育过程。生长素信号调控经典的模型中包含了对具有转录抑制功能的AUXIN/INDOLE-3-ACETIC ACID (IAA)蛋白和转录因子AUXIN RESPONSE FACTOR (ARF)蛋白的作用状态与生长素浓度的关系的阐述。IAA蛋白和ARF蛋白是通过C端的第三和第四结构域相互作用的。本实验室筛选到一个根部结构有多种缺陷表型的半显性突变体(Osiaa23),该突变体OsIAA23基因的第二结构域的脯氨酸突变为亮氨酸。随后我们得到了一个Osiaa23的回复突变体Osiaa23R。经过对OsIAA23基因的序列分析,我们发现Osiaa23R除了保持突变体Osiaa23第二结构域的突变位点外,在第四结构域出现了一个新的突变位点,167位的色氨酸变成了丝氨酸。因为OsIAA蛋白和OsARF蛋白在第四结构域都存在一个保守的色氨酸位点,我们提出了一个假设：色氨酸位点在OsIAA蛋白和OsARF蛋白的相互作用中是不可缺少的,并利用酵母双杂实验证明了这个假设。根据以上结果,我们设计了一系列载体来研究水稻中的不同的OsARF蛋白家族成员的功能。我们挑选了5个OsARF,对其蛋白第四结构域的色氨酸位点进行了定点突变,然后将已突变的cDNA连入以358为启动子的PHB载体,最后将构建完成的载体利用农杆菌介导的方式转入Osiaa23突变体。通过观察转基因苗的表型,发现五种不同的Pr35S::Osarf转基因阳性苗的不定根数目和Osiaa23突变体相比均有所增加。该初步研究结果表明选择的这5个OsARF可能参与水稻不定根的发生发育。

全文目录


致谢  9-10
摘要  10-11
Abstract  11-12
缩略词表  12-13
第一章 文献综述  13-28
  引言  13
  1 Aux/IAA蛋白家族  13-16
    1.1 第一结构域  14
    1.2 第二结构域  14-15
    1.3 第三和第四结构域  15-16
    1.4 保守结构域之外的氨基酸序列  16
  2 ARF蛋白家族  16-19
    2.1 水稻中的ARF家族  16-17
    2.2 DNA序列结合结构域  17-18
    2.3 生长素响应元件  18
    2.4 中间区域  18
    2.5 第三和第四结构域  18-19
  3 生长素信号转导  19-26
    3.1 IAA-ARF调控基因表达的基本原理  19-20
    3.2 IAA蛋白降解机制  20-22
      3.2.1 SCF~(TIR1)介导的泛素化蛋白降解途径  20-21
      3.2.2 生长素的受体  21-22
    3.3 生长素响应基因  22-23
      3.3.1 生长素原初响应基因  22-23
      3.3.2 受生长素调控的其它基因  23
    3.4 生长素信号传导响应过程中的其它作用因子  23-24
    3.5 不同的细胞组织对生长素响应的特异性  24-26
  4 研究背景  26-28
第二章 研究结果  28-54
  1 OsIAA及OsARF家族蛋白序列联配分析  28-30
    1.1 材料  28
    1.2 方法  28
      1.2.1 水稻中OsARF家族基因序列的获得  28
      1.2.2 水稻中ARF家族蛋白序列联配分析  28
    1.3 结果与分析  28-30
      1.3.1 水稻中OsIAA家族序列联配分析  28-29
      1.3.2 水稻中ARF家族序列联配分析  29-30
  2 OsIAA与OsARF的酵母双杂实验  30-40
    2.1 材料  31-33
    2.2 方法  33-39
      2.2.1 RNA提取  33
      2.2.2 逆转录  33-34
      2.2.3 应用于酵母双杂的点突变载体构建  34-37
      2.2.4 酵母转化  37-39
    2.3 结果与分析  39-40
  3 点突变OsARF转基因研究  40-54
    3.1 材料  41-42
    3.2 方法  42-50
      3.2.1 第四结构域点突变的OsARF超表达载体(Pr_(35S)::Osarf的构建)  42-44
      3.2.2 农杆菌介导的水稻(籼稻)转化  44-46
      3.2.3 转基因苗的检测  46-50
    3.3 结果与分析  50-54
      3.3.1 潮霉素鉴定结果  50
      3.3.2 分子标记鉴定结果  50-51
      3.3.3 特定的OsARF超表达株系(Pr_(35S)::Osarf)的鉴定结果  51-52
      3.3.4 表型分析  52-54
第三章 结论和展望  54-57
  1 结论  54-56
  2 展望  56-57
参考文献  57-60

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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