NAC家族轉(zhuǎn)錄因子OsNAC2介導(dǎo)赤霉素信號(hào)通路參與調(diào)控水稻株高和開(kāi)花時(shí)間.pdf

1、本文從以下兩個(gè)章節(jié)展開(kāi)了論述：
　　第一章 NAC家族轉(zhuǎn)錄因子OsNA C2介導(dǎo)赤霉素信號(hào)通路參與調(diào)控水稻株高和開(kāi)花時(shí)間
　　NAC家族轉(zhuǎn)錄因子是植物特有的一類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子家族，目前對(duì)該家族功能的研究主要集中在形態(tài)發(fā)育和逆境脅迫方面。本研究從水稻中克隆獲得到OsNAC2基因，在水稻中過(guò)表達(dá)OsNAC2基因，發(fā)現(xiàn)T3代過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株較野生型水稻開(kāi)花時(shí)間延遲5d，并表現(xiàn)出株高變矮、穗長(zhǎng)變短，以及結(jié)實(shí)率降低的表型。芯片分析的結(jié)果表明

2、，轉(zhuǎn)基因株系中參與赤霉素合成的基因OsKO2的表達(dá)量下降，抑制赤霉素生物合成的基因OsEATB和負(fù)調(diào)控赤霉素信號(hào)通路基因SLRL的表達(dá)量升高。過(guò)表達(dá)OsNAC2的轉(zhuǎn)基因株系對(duì)赤霉素的響應(yīng)明顯減弱。通過(guò)高效液相色譜分析赤霉素含量發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)株系中OsKO2的產(chǎn)物GA53含量明顯下降，但活性赤霉素GA1的含量沒(méi)有明顯變化。因此，OsNAC2主要是通過(guò)影響赤霉素信號(hào)響應(yīng)過(guò)程而非改變活性赤霉素含量而影響水稻的株高的。分析過(guò)表達(dá)株系中已知參與花期

3、調(diào)控的赤霉素信號(hào)通路中的基因表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)OsMADS50和RFL的表達(dá)在過(guò)表達(dá)株系中沒(méi)有明顯的變化，與開(kāi)花直接相關(guān)的Hd3a在過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻中的表達(dá)量明顯下降，因此OsNAC2可能通過(guò)影響RFL下游基因的表達(dá)，而抑制Hd3a的表達(dá)，表現(xiàn)出開(kāi)花延遲。
　　同時(shí)，異源過(guò)表達(dá)OsNAC2的擬南芥株系也表現(xiàn)出對(duì)赤霉素的響應(yīng)變?nèi)酢⒎N子萌發(fā)延遲、生長(zhǎng)滯后、開(kāi)花延遲和由花絲變短而造成不育的表型。轉(zhuǎn)基因株系中GAI和RGL的表達(dá)量明顯高于野生型

4、。
　　本研究通過(guò)對(duì)水稻NAC家族成員OsNAC2在兩種轉(zhuǎn)化宿主中的表達(dá)與功能鑒定，表明該基因通過(guò)介導(dǎo)赤霉素信號(hào)通路影響了水稻的株高和開(kāi)花時(shí)間。
　　第二章 ANAC092在根發(fā)育中的功能研究
　　克隆獲得擬南芥中NAC家族轉(zhuǎn)錄因子ANAC092，發(fā)現(xiàn)該基因在擬南芥萌發(fā)1-3d的根冠柱細(xì)胞中表達(dá)，并受到IAA的顯著誘導(dǎo)。過(guò)表達(dá)該基因發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因株系的根長(zhǎng)變短，變短原因主要是由根尖分生區(qū)的長(zhǎng)度變短造成，根尖結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯差異

5、。將過(guò)表達(dá)株系的純合體株系與轉(zhuǎn)基因報(bào)告系DR5∷GFP和CycB1∷GUS雜交，雜合體根尖的GFP的熒光強(qiáng)度降低，GUS的染色變淺，表明過(guò)表達(dá)ANAC092的轉(zhuǎn)基因株系根尖的生長(zhǎng)素濃度降低，細(xì)胞分裂減弱。通過(guò)ANAC092的啟動(dòng)子序列的生信分析表明ANAC092啟動(dòng)子序列中含有CycB1啟動(dòng)子中激活細(xì)胞進(jìn)入M期的關(guān)鍵結(jié)合元件。同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)株系根中生長(zhǎng)素運(yùn)輸載體A UX1，PIN1和PIN2的表達(dá)量在根發(fā)育第2-4d的明顯變化，與A