WS1-WS2調(diào)控種子大小的功能研究.pdf

1、在全球油菜籽減產(chǎn)、我國油料作物供應(yīng)嚴(yán)重不足的背景下，進(jìn)一步提高油菜產(chǎn)量、促進(jìn)和優(yōu)化油菜產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，對提高我國食用植物油的自給率以及維護(hù)我國糧食安全和增加農(nóng)民的收入都具有重要的意義。有學(xué)者研究表明，選育千粒重較重的材料是甘藍(lán)型油菜高產(chǎn)選育的主要目標(biāo)之一。前人的研究表明ZmWS1和ZmWS2可能與種子大小的調(diào)控有關(guān)，可能提高作物的千粒重，因此，我們圍繞這兩個(gè)基因開展了一系列功能研究。本研究的主要結(jié)果如下:
　　1.利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的

2、遺傳轉(zhuǎn)化法將ZmWS1和ZmWS2的過表達(dá)載體轉(zhuǎn)入到甘藍(lán)型油菜受體“揚(yáng)油9號”中，對T0代和T1代的轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行了分子鑒定和表型鑒定，初步推測ZmWS1和ZmWS2能夠調(diào)控種子大小。
　　2.進(jìn)一步對轉(zhuǎn)基因植株的T1代成熟種子進(jìn)行組織學(xué)分析表明，ZmWS1和ZmWS2這兩個(gè)基因是通過調(diào)控細(xì)胞大小從而調(diào)控種子大小的。
　　3.利用煙草表皮瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)對ZmWS1和ZmWS2蛋白進(jìn)行亞細(xì)胞定位分析，初步發(fā)現(xiàn)，ZmWS1和ZmW

3、S2定位于細(xì)胞膜上。
　　4.利用酵母雙雜交系統(tǒng)對ZmWS1和ZmWS2蛋白進(jìn)行了甘藍(lán)型油菜種子文庫篩庫，初步篩選得到了3個(gè)可能與ZmWS1互作的蛋白和9個(gè)可能與ZmWS2互作的蛋白，其中一些蛋白的功能可能與胚胎發(fā)育相關(guān)。
　　5.為了研究ZmWS1和ZmWS2在甘藍(lán)型油菜中同源基因是否具有類似的功能，我們將ZmWS1和Zm WS這兩個(gè)基因在甘藍(lán)型油菜中的同源蛋白基因BnWS1和BnWS2進(jìn)行了分離克隆并對其進(jìn)行功能研究。對

4、BnWS1和BnWS2進(jìn)行了過表達(dá)載體的構(gòu)建并轉(zhuǎn)化甘藍(lán)型油菜，分別得到了BnWS1和BnWS2的陽性轉(zhuǎn)基因植株各4棵。
　　6.利用煙草表皮瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)對BnWS1和BnWS2蛋白進(jìn)行了亞細(xì)胞定位，初步發(fā)現(xiàn)，BnWS1和BnWS2也定位于細(xì)胞膜上。
　　7.利用酵母雙雜交系統(tǒng)對BnWS1蛋白進(jìn)行了甘藍(lán)型油菜種子文庫篩庫，初步篩選得到了6個(gè)可能與BnWS1互作的蛋白，其中一些蛋白的功能可能與胚胎發(fā)育、蛋白酶體復(fù)合物和細(xì)胞分化相

5、關(guān)。
　　8.通過軟件Cytoscape對WS1和WS2所參與的調(diào)控種子大小的途徑進(jìn)行了預(yù)測，推測WS1和WS2很可能參與蛋白酶體降解途徑從而調(diào)控種子的大小。
　　綜上所述，本研究通過對ZmWS1和ZmWS2的轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)型油菜進(jìn)行分子鑒定和表型鑒定，初步推測ZmWS1和ZmWS2可能參與了對種子大小的調(diào)控。在甘藍(lán)型油菜中過表達(dá)ZmWS1和ZmWS2能夠通過增加細(xì)胞大小來增加種子大小。ZmWS1和ZmWS2定位于細(xì)胞膜上，可能