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OsMADS57 调控水稻分蘖数的作用机理
Alternative TitleMechanism of OsMADS57 regulating tiller number in partial fulfillment of the requirements
郭思义
Subtype博士
Thesis Advisor种康
2011
Degree Grantor中国科学院植物研究所
Keyword水稻 MADS-box 蛋白 分蘖发育 miRNA 靶基因
Abstract水稻分蘖数目是决定其产量的关键因子之一,本论文研究了水稻中MADS-box 蛋白家族成员OsMADS57 调节分蘖数目的分子机理。 本论文从水稻突变体入手,通过Southern 杂交、基因组PCR 和cDNA 测序对T-DNA 插入突变体osmads57 进行鉴定。结果表明在osmads57 中T-DNA 插入到OsMADS57 的第七个外显子中,而且OsMADS57 ORF 的3’端有75bp 被来自T-DNA 的24bp 所替代从而形成长度为675bp 的重组ORF;半定量RT-PCR和qPCR 结果表明该转录本的表达量明显增加而其附近其它基因的表达未受到影响;转录活性检测表明该蛋白仍然能行使全长OsMADS57 的功能。 表型观察发现osmads57 分蘖增多,OsMADS57 超表达植株也出现分蘖增多的表型,而OsMADS57 反义植株的分蘖数少于野生型。进一步通过miR444a 超表达方法证明:miR444a 超表达降低了OsMADS57 的转录本表达,引起miR444a超表达植株与OsMADS57 反义植株类似表型。上述结果说明OsMADS57 的积累引起水稻分蘖数增加。 qPCR 和RNA 原位杂交结果显示OsMADS57 的转录本主要集中在幼叶、顶端分生组织和侧生芽中;将GFP-OsMADS57 质粒在拟南芥和水稻原生质体中瞬时表达,观察发现OsMADS57 主要定位于细胞核;转酵母实验表明OsMADS57没有自身激活作用,拟南芥瞬时表达分析表明OsMADS57 具有转录抑制活性,酵母双杂交表明OsMADS57 可以形成同源二聚体。表明OsMADS57 主要在侧生芽等组织中表达,定位于细胞核,以复合体形式发挥转录抑制作用。 通过全基因组芯片杂交及生物信息学分析,发现在D14 等基因启动子区域有OsMADS57 可识别顺式作用元件;凝胶阻滞实验、酵母单杂交验证和转基因原生质体的荧光素酶活性测定证明D14 是OsMADS57 的直接靶基因;qPCR 和RNA 原位杂交结果显示在osmads57 顶端分生组织和侧生芽中D14 的表达量下调;酵母双杂交和Co-IP 实验显示OsMADS57 可与影响分蘖的负调控因子OsTB1相互作用;转基因原生质体的荧光素酶活性测定证明:OsTB1 与OsMADS57 的相互作用可以削弱OsMADS57 对其靶基因D14 的抑制效率;外施抑制分蘖的激素独脚金内酯,发现osmads57 对该激素敏感性降低。说明OsMADS57 和OsTB1共同调节D14 的表达,参与对独脚金内酯的应答。 综合以上结果,OsMADS57 作为转录调节因子,受miR444a 的转录后调节;OsMADS57 可以直接结合D14 启动子而抑制该基因的转录,引起对独脚金内酯敏感性降低;OsTB1 与OsMADS57 可以形成异源复合体部分解除OsMADS57对D14 的抑制作用。本工作揭示了miR444a、OsMADS57、OsTB1、D14 以及独脚金内酯控制水稻分蘖发育的途径,为调节水稻株型发育提供了新素材。
Pages115
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/11892
Collection中科院植物分子生理学重点实验室
Affiliation中国科学院植物研究所
First Author AffilicationInstitute Of Botany,The Chinese Academy Of Cciences
Recommended Citation
GB/T 7714
郭思义. OsMADS57 调控水稻分蘖数的作用机理[D]. 中国科学院植物研究所,2011.
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