OsPID通过生长素信号调控水稻柱头发生的功能研究

发布时间：2024-03-26 20:41

　　花器官是被子植物完成其世代更替的重要部位,花器官通过减数分裂和受精作用实现遗传物质的减半和重新恢复,保证了遗传信息在世代之间传递的稳定性和多样性。受精作用是植物实现其有性生殖过程中的重要事件,而植物是否能够顺利完成受精作用取决于柱头对花粉的俘获。在过去几十年里,科学家们通过对拟南芥、矮牵牛和水稻等多个模式植物的研究,建立了“ABCDE”模型用于阐述植物花器官分化和发育的分子遗传机制。然而到目前为止,关于柱头原基起始和分化的分子机制并不十分清楚。水稻是重要的粮食作物,柱头的活性直接影响水稻的结实率。通过对水稻柱头发育缺陷突变体的研究来阐明水稻柱头发育的分子机制,不仅可以为提高水稻结实率提供理论依据,而且关乎到国家的粮食安全。本论文研究中,通过射线诱变获得了水稻无柱头突变体。突变体在苗期会有少数叶片不能形成中央主叶脉,除此之外在营养生长时期该突变体与野生型没有差异。生殖生长期突变体花器官发育异常,突变体的雌蕊不能产生柱头,雄蕊外形严重畸形,但雄蕊能产生可育的雄配子。通过图位克隆技术和测序比对发现该表型是由编码AGC-Ⅷ激酶的基因发生突变导致的,生物信息学分析表明该基因是拟南芥PINOID(...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
符号说明
第一章 文献综述
    1.1 生长素对植物生长发育的调控
    1.2 生长素的分布与植物的生长发育
    1.3 生长素的转运
        1.3.1 生长素转运的“化学渗透学说”
        1.3.2 生长素的极性运输(PAT)
        1.3.3 PIN-FORMED蛋白的发现
        1.3.4 PIN-FORMED的极性定位
        1.3.5 PIN蛋白胞内运输的调控
        1.3.6 PIN蛋白极性定位的调控
        1.3.7 AGC-Ⅷ激酶家族对生长素极性运输的调控
    1.4 生长素信号转导
        1.4.1 细胞对生长素的感知
        1.4.2 生长素信号与蛋白质降解
        1.4.3 Aux/IAA蛋白与ARF蛋白
        1.4.4 TIR1感知生长素
    1.5 生长素对分生组织的调控
        1.5.1 分生组织结构
        1.5.2 CLAVATA-WUSCHEL负反馈机制调控分生组织干细胞
        1.5.3 顶端分生组织中生长素的功能
        1.5.4 生长素信号调控花分生组织形成
    1.6 花分生组织FM的终止
    1.7 花发育的分子模型
    1.8 选题依据和目的
第二章 OsPID通过生长素信号调控水稻柱头发生的功能研究
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验方法
    2.3 结果与分析
        2.3.1 水稻无柱头突变体的分离与表型鉴定
        2.3.2 sPID基因的克隆
        2.3.3 OsPID基因的生物信息学分析
        2.3.4 OsPID基因的表达模式分析
        2.3.5 OsPID蛋白定位于细胞质和细胞核
        2.3.6 sPID基因突变导致柱头原基不能起始
        2.3.7 OsPID基因突变导致花药的极性建成异常
        2.3.8 sPID基因突变导致胚珠分化异常
        2.3.9 Ospid突变体的心皮发育正常
        2.3.10 Ospid突变体雌蕊原基中生长素活性降低
        2.3.11 OsPID对花原基中OsETTI和OsETT2表达模式的维持很重要
        2.3.12 花原基中OsMP的表达模式受OsPID调控
        2.3.13 Ospid突变体小花中大部分ARF基因表达量下降
        2.3.14 OsPID对花分生组织中干细胞活性的维持是必需的
        2.3.15 水稻柱头发生机制与拟南芥不同
        2.3.16 利用酵母文库筛选OsPID的互作蛋白
        2.3.17 OsPID、OsbZIP69、GF14h之间存在相互作用
    2.4 讨论与总结
        2.4.1 讨论
        2.4.2 总结
        2.4.3 展望
参考文献
附录
作者简历
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3939654