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光敏色素基因调控水稻分蘖发生机制的初探

光敏色素基因调控水稻分蘖发生机制的初探

作者：漏佳婧南京农业大学

学位级别：硕士

水稻是主要的粮食作物之一,全世界有将近二分之一的人以大米为主食。水稻分蘖是重要的农艺性状之一,它不仅是与水稻产量密切相关的关键因素之一,而且是研究单子叶植物地上部分枝/分蘖生长发育的理想模型。分蘖芽的形成和伸长不仅受外界... 详细信息

水稻是主要的粮食作物之一,全世界有将近二分之一的人以大米为主食。水稻分蘖是重要的农艺性状之一,它不仅是与水稻产量密切相关的关键因素之一,而且是研究单子叶植物地上部分枝/分蘖生长发育的理想模型。分蘖芽的形成和伸长不仅受外界环境因子(养分、光照和水分等)的影响,还受内源因子(分蘖相关基因Mono culm 1-MOC1/TEOSINTE BRANCHED 1-TB1/Ideal Plant Architecture 1-IPA1)和内部植物激素的调控。细胞分裂素作为分蘖生长发育的正调控因子,而独脚金内酯通过合成或信号转导途径来抑制分蘖的生长。这两类激素可作为第二信使共同调控分枝的发生。光作为一种重要的环境因子参与调控水稻的生长发育,它除了为植物生长提供能源和物质外,还可作为一种信号分子调节光形态建成。植物主要通过光受体来接受光信号,而光敏色素是其中一类较常见的光受体。单子叶植物水稻光敏色素包含OsPHYA/OsPHYB/OsPHYC三个基因。光敏色素在水稻全生育期的生长发育中起到关键作用,包括幼苗去黄化、节间伸长、育性、短/长日条件下的日植物成花及昼夜节律生物钟等功能。然而光敏色素对水稻分蘖发生的这一农艺性状报道较少,光敏色素基因表达的改变对水稻分蘖生长的影响如何?光敏色素基因是否是通过调控激素信号合成或转导途径来影响分蘖的生长?这是本文研究的主要内容。本论文以3个水稻光敏色素基因为研究对象,qRT-PCR分析光敏色素基因的表达模式,通过Cas9技术分别构建osphyA、osphyAB和osphyABC突变体;田间条件下观察各突变体的农艺学性状,水培进一步验证其表型及初步探讨分蘖发生机制。主要研究结果如下:1.生物学信息分析结果表明,OsPHYA/OsPHYB/OsPHYC都位于水稻第3条染色体上,分别编码1128、1171和1137个氨基酸,3个基因氨基酸的同源性为60.83%。进化树分析可得水稻3个光敏色素基因位于不同分枝上。基因芯片分析和qRT-PCR结果表明OsPHYA/OsPHYB/OsPHYC属于组成型表达。OsPHYA在苗期-开花期在根茎结合处表达量最高,全生育期OsPHYB在叶片中表达的表达量最高,而OsPHYC在叶片和叶鞘的表达量最高。与正常氮相比,OsPHYA和OsPHYB在光周期下受低氮诱导。2.通过水稻转基因技术获得osphyAB/osphyBC/osphyABC突变体材料,利用RT-PCR和测序分析鉴定突变位点,并经过繁种获得多个性状稳定遗传的纯合突变体株系。3.通过田间小区实验观察统计可发现,osphyA/osphyAB/osphyBC/osphyABC的分蘖数与日本晴野生型相比存在显著性差异,其增幅分别为30%、50%、75%和35%左右。osphyA和osphyAB的分蘖数在分蘖盛期开始超过野生型,并且在随后的不同生育期差异达到显著性。此外这些突变体参与调控穗发育,表现出穗长显著缩短,单穗重显著降低,但单株产量变化不显著。4.通过对野生型和osphyA突变体株系进行种子萌发和水培实验研究结果表明,与野生型水稻相比,OsPHYA的突变不影响种子的萌发,种子萌发率、种子根长及地上部长等指标突变体和野生型差异不明显。在水稻苗期osphyA的分蘖数有增加的趋势,但未达到显著性水平;在水稻营养液中培养一个月左右后,osphyA相较于野生型分蘖数显著增加,种子根长显著增长,不定根数显著增加。利用qRT-PCR检测突变体及野生型根茎结合处的独脚金内酯和细胞分裂素相关基因表达情况,可得到突变体中OsD3/OsD14/OsD10/OsRR6/OsRR9表达显著下调,而OsD53表达量有增加的趋势。综上所述,水稻光敏色素基因可能通过调控独脚金内酯和细胞分裂素的合成与信号转导途径来影响水稻分蘖的发生。

关键词：水稻光敏色素基因分蘖独脚金内酯细胞分裂素

光敏色素基因在转基因玉米株系基因组的整合位点

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光敏色素基因在转基因玉米株系基因组的整合位点

作者：刘鑫四川农业大学

学位级别：硕士

外源基因或表达结构的插入位点及整合方式,不仅关系外源基因的表达,而且可能引起插入位点突变,影响内源基因表达,是转基因机理研究和安全性评价的重要内容。玉米基因组比拟南芥和水稻等模式植物更为复杂,而且存在大量的重复序列和转座... 详细信息

外源基因或表达结构的插入位点及整合方式,不仅关系外源基因的表达,而且可能引起插入位点突变,影响内源基因表达,是转基因机理研究和安全性评价的重要内容。玉米基因组比拟南芥和水稻等模式植物更为复杂,而且存在大量的重复序列和转座序列。因此,在玉米转基因研究中,外源基因插入位点及整合方式的鉴定更为重要,也更为困难。本实验以农杆菌介导法转化玉米内源光敏色素基因Phy A1、PhyA2和PhyB1的6个不同世代株系和阳性株为材料,经特异PCR纯合性检验后,用高效热不对称交错式PCR扩增T-DNA整合位点的侧翼序列,分析T-DNA的玉米基因组中的整合规律,讨论其对表现型的影响。所得结果如下：1.用两套巢式物分别扩增相应的选择标记基因及其启动子序列片段,表达载体pCAMBIA1390-Ubi-PhyA1-T-nos和pCAMBIA 1390-Ubi-PhyB1-T-nos分别转化的T7代株系全部为阳性植株,纯合率为100%。表达载体pTF101.1-Ubi-PhyA1-T-nos转化的T6代株系大部分为阳性植株,纯合率为90%。表达载体pTF101.1-Ubi-PhyA2-T-nos转化的T3代株系纯合率为40%。在表达载体pTF101.1-Ubi-PhyB1-T-nos转化To代植株中,检测出2个独立的阳性植株,阳性率为5%。***-PCR和基因组步移扩增及序列分析结果,pCAMBIA1390-Ubi-PhyAl-T-nos转化T7代株系、pCAMBIA 1390-Ubi-PhyB1-T-nos转化T7代株系、pTF101.1-Ubi-PhyA1-T-nos转化T6代株系、pTF101.1-Ubi-PhyA2-T-nos转化T3代株系以及pTF101.1-Ubi-PhyB1-T-nos转化T0代阳性株1和2的T-DNA整合位点,分别位于玉米基因组第1染色体第284557834与284557835碱基、第9染色体第61944355与61944356碱基、第1染色体第26981167与26981168碱基、第6染色体第96491356与96491357碱基、第3染色体第125567445与125567446碱基和第4染色体第98934902与98934903碱基之间。3.根据上述6个转基因株系或T0代阳性株的T-DNA整合位点,在玉米基因组序列数据库中搜索上下游10 kb以内的功能基因序列、重复序列和转座子序列。结果表明,pCAMBIA1390-Ubi-PhyAl-T-T-nos和pCAMBIA 1390-Ubi-PhyB1-T-nos分别转化T7代株系,pTF101.1-Ubi-PhyA1-T-nos转化T6代株系和pTF101.1一Ubi-PhyB1-T-nos转化T0代阳性株2的T-DNA整合位点,-下游10 kb范围未发现功能基因序列、重复序列和转座子序列。pTF101.1-Ubi-PhyA2-T-nos转化T3代株系的T-DNA整合位点下游1050 bp有一编码WRKY40转录因子的基因,上游70 kb还有一个功能未知基因。pTF101.1-Ubi-PhyB1-T-nos转化T0代阳性株1的T-DNA整合位点下游20 bp有一编码精氨酸tRNA的基因,上游200 bp还有一个基因功能未知基因。4.上述6个转基因株系和T0代阳性株T-DNA左右边界共12个整合位点,共有4种整合模式：(1) T-DNA整合的断裂点发生在边界序列内,整合进玉米基因组的T-DNA不附带表达载体骨架和填充序列。(2) T-DNA整合的断裂点发生在边界序列以外,整合进玉米基因组的T-DNA附带部分表达载体骨架序列。(3) T-DNA边界与玉米基因组序列之间填充进一段与表达载体和玉米基因组均不同源的序列。(4) T-DNA整合的断裂点发生在边界序列以内,造成T-DNA边界序列的缺失。此外,在这12个整合的T-DNA左右边界序列中,均发现不同程度的碱基替代和缺失突变。综上所述,T-DNA在玉米基因组的整合位点和模式是多种多样的,每一转化事件各不相同。对于T-DNA整合位点接近或重合于功能基因序列的情况,在转基因安全性评价中应专门进行基因表达检测。表达载体pCAMBIA1390-Ubi-PhyA1-T-nos和pCAMBIA1390-Ubi-PhyB1-T-nos分别转化的T7代株系出现的株高和穗位高等性状的改变,是由过量表达的内源基因ZmPhyA1和ZmPhyB1引起。

关键词：基因组整合位点玉米光敏色素基因转基因

茶树光敏色素基因家族成员的生物信息学及其表达量与黄酮含量的相关性分析

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南方农业学报 2019年第6期50卷 1173-1182页

作者：莫晓丽周子维把熠晨武清扬赖钟雄孙云福建农林大学园艺学院/茶学福建省高校重点实验室福州350002 福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

【目的】分析茶树光敏色素(PHY)基因(CsPHY)的生物学信息及不同采摘时间点茶叶中光敏色素基因表达量与黄酮含量的相关性,为茶叶适时采摘及品质调控提供理论参考。【方法】从茶树基因组数据库(CSA)中筛选出CsPHY基因家族成员,对其进行生... 详细信息

【目的】分析茶树光敏色素(PHY)基因(CsPHY)的生物学信息及不同采摘时间点茶叶中光敏色素基因表达量与黄酮含量的相关性,为茶叶适时采摘及品质调控提供理论参考。【方法】从茶树基因组数据库(CSA)中筛选出CsPHY基因家族成员,对其进行生物信息学分析,并通过邻接法(NJ)构建系统发育进化树。以一天中不同时间点0:00(R0)、6:00(R6)、12:00(R12)和18:00(R18)采摘的乌龙茶品种肉桂鲜叶为试材,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测CsPHY基因家族成员在不同时间点的表达量,并采用三氯化铝比色法检测茶叶中黄酮含量的日变化,以皮尔逊(Pearson)相关系数评估CsPHY基因相对表达量与黄酮含量的相关性。【结果】共筛选获得6个CsPHY基因家族成员,编码蛋白的氨基酸数量674~1142个,分子量为76126.75~126714.53Da,等电点(pI)为5.74~5.96,脂溶性系数为91.11~95.27,其中,CsPHY1基因属于PHYC亚族,CsPHY2和CsPHY4基因属于PHYA亚族,CsPHY3和CsPHY5基因属于PHYB亚族,CsPHY6基因属于PHYE亚族,说明CsPHY2和CsPHY4蛋白属于PhyI型光敏色素,CsPHY1、CsPHY3、CsPHY5和CsPHY6蛋白属于PhyII型光敏色素。6个CsPHY蛋白均与双子叶植物PHY蛋白的亲缘关系较近,其中,CsPHY2蛋白与水晶兰PHYA亚族蛋白的亲缘关系较近,CsPHY4蛋白与美味猕猴桃PHYA亚族蛋白的亲缘关系较近;CsPHY3和CsPHY5蛋白均与美味猕猴桃PHYB亚族蛋白的亲缘关系较近,且CsPHY5蛋白与葡萄PHYB亚族蛋白的亲缘关系相近;CsPHY1蛋白与河岸葡萄PHYC亚族蛋白的亲缘关系较近,CsPHY6蛋白与中华猕猴桃和河岸葡萄PHYE亚族蛋白的亲缘关系较近。CsPHY1、CsPHY3、CsPHY4和CsPHY5基因在R6时的表达量最高,其中,CsPHY4和CsPHY5基因在R6时的表达量显著高于其他时间点的表达量(P基因分别在R12和R18时的表达量达最高,其中CsPHY6基因在R18时的表达量显著高于R12时的表达量。在R0~R18时段内茶树鲜叶中的黄酮含量无显著变化(P>0.05),整体呈先下降后上升趋势,在R18时达最高值,在R12时最低值。6个CsPHY基因家族成员中,仅CsPHY6基因与黄酮间呈极显著正相关(P基因家族中仅缺少PHYD亚族成员,尽管各成员间功能结构较相似,但表达模式存在明显差异。光照影响茶树叶片中黄酮含量,CsPHY6基因编码的光受体蛋白CsPHY6参与调控茶树叶片中的黄酮含量。

关键词：茶鲜叶采摘时间光敏色素基因 qRT-PCR 黄酮

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光敏核不育水稻光敏色素基因的RFLP分析

Acta Botanica Sinica 1994年第9期36卷 664-670页

作者：梁成志童哲宋文源朱立煌中国科学院植物研究所北京100044 中国科学院遗传研究所北京100101

以籼稻“ＩＲ３６”（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．ｓｓｐ．ｉｎｄｉｃａ）光敏色素基因ｐｈｙＡ的ｃＤＮＡ克隆作探针，对光敏核不育水稻“农垦５８Ｓ”和对照水稻“农垦５８”（Ｏ．ｓａｔｉｖａＬ．ｓｓｐ．ｊａｐｏｎｉｃａ）... 详细信息

以籼稻“ＩＲ３６”（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．ｓｓｐ．ｉｎｄｉｃａ）光敏色素基因ｐｈｙＡ的ｃＤＮＡ克隆作探针，对光敏核不育水稻“农垦５８Ｓ”和对照水稻“农垦５８”（Ｏ．ｓａｔｉｖａＬ．ｓｓｐ．ｊａｐｏｎｉｃａ）进行ＲＦＬＰ分析，限制性内切酶ＥｃｏＲⅤ、ＤｒａⅠ、ＨｉｎｄⅢ、ＸｂａⅠ、ＭｓｐⅠ等都没有显示出多态性，而用ＨｐａⅡ显示出了多态性。ＭｓｐⅠ和ＨｐａⅡ是一对同裂酶（识别位点为ＣＣＧＧ），但二者对识别位点上第２个胞嘧啶（即ＣｐＧ）甲基化的敏感性不同。实验结果表明，“农垦５８Ｓ”ｐｈｙＡ基因中ＣｐＧ甲基化程度低于“农垦５８”，即在“农垦５８Ｓ”ｐｈｙＡ基因中某些ＣｐＧ发生了脱甲基化。此外，以“ＩＲ３６”、“农垦５８”、“农垦５８Ｓ”的ＤＮＡ作模板，用ＰＣＲ方法在ｐｈｙＡ基因转录起始位点上游扩增出一大小均为０．４ｋｂ的ＤＮＡ片段（称为ＰＣＲＦ）。测序结果表明，“农垦５８Ｓ”的ＰＣＲ２比“ＩＲ３６”的ＰＣＲ１多一个碱基，且另有８个碱基不同。以“ＩＲ３６”的ＰＣＲＦ作探针进行ＲＦＬＰ分析，在“农垦５８Ｓ”和“农垦５８”中杂交得到的片段都不同于“ＩＲ３６”中得到的片段。根据“ＩＲ３６”ｐｈｙＡ基因?

关键词：水稻光敏色素基因 RFLP

两型豆光敏色素基因PHYB的克隆与表达载体构建

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两型豆光敏色素基因PHYB的克隆与表达载体构建

作者：宗可栋四川农业大学

学位级别：硕士

两型豆（*** Benth.）为豆科一年生缠绕草本植物。两型豆地上种子扁圆形,种皮黑褐色,具有黑灰相间的斑点;表面革质化且有蜡质,较光滑并具有光泽,质地较坚硬,自然状态下硬实率高达98.3%。两型豆为典型的二倍体物种。 PHYB基因是植物... 详细信息

两型豆（*** Benth.）为豆科一年生缠绕草本植物。两型豆地上种子扁圆形,种皮黑褐色,具有黑灰相间的斑点;表面革质化且有蜡质,较光滑并具有光泽,质地较坚硬,自然状态下硬实率高达98.3%。两型豆为典型的二倍体物种。 PHYB基因是植物光形态建成中最重要的基因序列之一。光敏色素（phytochrome,简称PHY）参与介导植物种子萌发、子叶伸展、茎的伸长、幼苗生长直至开花等生理过程。光敏色素基因有PHYA、PHYB、PHYC、PHYD、PHYE五个成员。光敏色素有PⅠ和PⅡ两种类型,PⅠ主要存在于黄化组织中,PⅡ主要存在于绿色组织。属于PⅠ的光敏色素有PHYA,属于PⅡ的光敏色素有PHYB、PHYC、PHYD、PHYE。每种光敏色素有两种可以互相转化的构型：红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr）。Pr吸收红光能转变成Pfr,Pfr吸收远红光转变成Pr。Pfr是光敏色素的活化形式。为了从分子水平上分析两型豆PHYB基因的结构特点,并为揭示其表达调控机制提供一定的理论依据。克隆到两型豆光敏色素基因PHYB的DNA全长序列。序列分析结果表明,该DNA包含4个内含子和5个外显子序列,全长6560 bp,外显子和内含子之间的剪切序列符合GT/AG规则。两型豆与大豆的同源性最高98%,其次是紫花苜蓿同源性为94%。利用RT-PCR技术从两型豆中克隆了一个光敏色素基因PHYB,其cDNA全长3472 bp,含有一个3317 bp的完整开放阅读框,编码一条长1105个氨基酸的蛋白,分子量为123.78KDa,等电点为5.99。该基因编码的蛋白质序列与栽培大豆、紫花苜蓿和莲花同源基因编码的氨基酸序列一致性分别为98%、94%、87%,命名为AePHYB,genbank登陆号为JF412664。另外,构建了具有反向重复结构的RNAi中间表达载体Psk-intPHYB,该中间载体可用于其它RNA干扰所用。首先对NCBI上提交的光敏色素PHYB基因进行序列同源性分析,选择保守区域中的480 bp片段作为RNAi靶序列。利用两组带有酶切位点的特异引物扩增模板序列,分别正向、反向连入pSK-int载体,构建成具有反向重复结构的中间载体。其中,正反向片段之间间隔一段内含子序列,便于转录后形成发夹结构。根据构建成的具有反向重复结构的中间载体Psk-intPHYB,构建成了适用于农杆菌介导的一个植物RNAi表达载体为pJIM19PHYB.利用SpeI和XhoI限制性内切酶将中间载体上的反向重复序列切下,连接到植物表达载体pJIM19,构建成本试验的RNAi表达载体。

关键词：两型豆光敏色素基因 PHYB 克隆表达

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光敏色素在水稻生长发育中的作用

中国水稻科学 2011年第2期25卷 130-135页

作者：顾建伟刘婧薛彦久臧新谢先芝郑州大学生物工程系河南郑州450001 山东省农业科学院高新技术研究中心山东济南250100 农业部黄淮海作物遗传改良与生物技术重点实验室山东济南250100

光敏色素是植物体内的重要光受体,主要感受红光和远红光,调节着植物生命循环中许多重要发育过程。水稻光敏色素基因家族包括3个成员,即PHYA、PHYB和PHYC。对水稻光敏色素突变体的研究表明,3个水稻光敏色素基因在水稻光形态建成中既有独... 详细信息

光敏色素是植物体内的重要光受体,主要感受红光和远红光,调节着植物生命循环中许多重要发育过程。水稻光敏色素基因家族包括3个成员,即PHYA、PHYB和PHYC。对水稻光敏色素突变体的研究表明,3个水稻光敏色素基因在水稻光形态建成中既有独特作用又有交叉作用。根据已有报道和作者在该领域的研究工作,总结了光敏色素在水稻幼苗去黄化、根的向地性和延伸、株型、花期和育性等发育过程中的作用,并提出了水稻光敏色素研究领域急需解决的问题。

关键词：水稻光敏色素基因光形态建成功能

茎瘤芥PHYA基因与茎瘤芥茎膨大关系的初步研究

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广东农业科学 2013年第1期40卷 139-142,146,F0002页

作者：毕晶磊朱利泉孙全王微娜向浏欣何晓红江怀仲西南大学农学与生物科技学院重庆400700 重庆邮电大学生物信息学院重庆400065

从茎瘤芥基因组中克隆了全长PHYA基因,构建了植物超表达载体,通过农杆菌GV3101转化茎瘤芥——永安小叶,得到PCR反应呈阳性的转基因株系。结果发现,在自然生长环境下,转基因植株发生了多种形态变异,如植株矮化、花期提前、叶片变大且色... 详细信息

从茎瘤芥基因组中克隆了全长PHYA基因,构建了植物超表达载体,通过农杆菌GV3101转化茎瘤芥——永安小叶,得到PCR反应呈阳性的转基因株系。结果发现,在自然生长环境下,转基因植株发生了多种形态变异,如植株矮化、花期提前、叶片变大且色泽浓绿、转基因植株茎膨大延缓等。初步推断PHYA基因参与调控茎瘤芥植物茎膨大过程,过量表达PHYA基因可能会抑制茎膨大过程。

关键词：茎瘤芥光敏色素基因超表达茎膨大

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光敏色素对水稻籽粒充实的作用机理研究

光敏色素对水稻籽粒充实的作用机理研究

作者：徐国强河南农业大学

学位级别：硕士

光是影响植物生长发育最重要的环境因素之一,它不仅为植物的生长发育提供所必需的能量,同时还对植物的光形态建成起着重要的调节作用。植物是通过其体内的光受体来感受光信号。光敏色素是植物体内一种重要的光受体,它感受红光和远红光... 详细信息

光是影响植物生长发育最重要的环境因素之一,它不仅为植物的生长发育提供所必需的能量,同时还对植物的光形态建成起着重要的调节作用。植物是通过其体内的光受体来感受光信号。光敏色素是植物体内一种重要的光受体,它感受红光和远红光。本实验以粳稻品种-新丰2号为试验材料,夜晚使用连续的红光照射,以自然条件下为对照,针对水稻弱势籽粒充实度差的问题进行研究。本实验主要采用荧光定量FQ-PCR SYBR-Green法和植物激素的酶联免疫吸附测定法(ELISA)等研究方法,分别从光敏色素基因相对表达量、淀粉合成酶基因相对表达量、激素含量等方面入手,深入系统研究了造成弱势粒充实度差异的分子生理机制。研究结果如下：1.夜间红光处理对产量、产量构成要素和充实度的影响,结果表明：通过红光处理后,新丰2号产量降低,处理间差异达到了显著的水平。红光处理对产量的降低主要表现在强、弱势粒千粒重和充实度的降低上。2.夜间红光处理对水稻昼夜强弱籽粒中激素含量的影响,结果表明：红光处理后,降低了水稻籽粒中ZR的含量,差异达到显著水平;降低了水稻夜晚籽粒中ABA的含量,差异达到显著水平;降低了水稻白天籽粒中及夜晚弱势籽粒中IAA的含量,差异达到显著水平;在水稻白天籽粒中及夜晚强势粒中GA含量有所上升,差异不显著。3.夜间红光处理对水稻剑叶中叶绿素含量的影响,结果表明：红光处理后,白天剑叶中叶绿素a、叶绿素b含量降低,夜晚剑叶中叶绿素a、叶绿素b含量升高,且白天剑叶中Chla/b值升高,夜晚Chla/b值降低。4.夜间红光处理对水稻剑叶中光敏色素基因相对表达量的影响,结果表明：夜晚水稻剑叶中光敏色素PhyA、PhyB和PhyC基因表达量在处理后的第6天、18天和24天均表现下调。与水稻籽粒中的激素含量做相关分析发现,随生育期变化,剑叶中PhyB相对表达量与弱势粒中ZR含量呈显著相关性,且晚上剑叶中光敏色素PhyB基因相对表达量与晚上弱势粒中GA含量呈显著正相关。5.夜间红光处理对水稻昼夜强弱势粒中光敏色素基因相对表达量的影响,结果表明：随着各个处理天数的不同,处理间水稻籽粒中光敏色素基因相对表达量均呈现PhyA>PhyB、PhyC>PhyB的变化趋势,即不同的处理天数,PhyB基因的相对表达量都最低,与水稻剑叶中的光敏色素基因相对表达量做相关分析发现,夜晚剑叶中PhyB表达量与夜晚强势粒中PhyA、PhyB、PhyC表达量均呈极显著的相关性,同时还发现白天剑叶中PhyB表达量与白天弱势粒中的PhyB表达量呈极显著的相关性,由此可知,叶片中光敏色素基因表达量与籽粒中光敏色素基因表达量具有一定的协同作用。从与水稻籽粒中激素含量的的相关分析可知,白天弱势粒中PhyB基因相对表达量与ZR含量呈显著地负相关。6.夜间红光处理后对水稻昼夜强弱势粒中淀粉合成酶基因相对表达量的影响,结果表明：在水稻夜晚强、弱势粒及白天弱势粒中,大多数淀粉合成酶基因表现下调,并且随着处理天数的增加,表达量下调的淀粉合成酶基因数量呈逐渐增多的趋势,且表达量下调的淀粉合成酶基因数量大多集中在处理后的第18天和第24天。与水稻剑叶中光敏色素基因相对表达量做相关分析可知,水稻剑叶中PhyB基因相对表达量与籽粒中大多数淀粉合成酶基因相对表达量表现出显著相关性。与水稻籽粒中光敏色素基因相对表达量做相关分析可知,PhyA、PhyB、PhyC基因相对表达量与部分淀粉合成酶基因相对表达量表现出呈显著的相关性,且PhyB基因相对表达量影响较广。与籽粒中激素含量做相关分析发现,籽粒中激素含量与淀粉合成酶基因的表达无明显的相关性。

关键词：水稻红光籽粒充实度光敏色素基因淀粉合成酶基因激素叶绿素

两型豆RNAi表达载体pJIM19PHYB对拟南芥和大豆的转化研究

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两型豆RNAi表达载体pJIM19PHYB对拟南芥和大豆的转化研究

作者：江辉四川农业大学

学位级别：硕士

光敏色素B （Phytochrome B, PHYB）是光敏色素基因家族的重要成员之一,它参与调节植物的避荫反应和光周期反应。本研究的目的是利用农杆菌介导法将两型豆光敏色素基因PHYB的RNAi表达载体转入拟南芥和大豆中,观察分析该RNAi表达载体对... 详细信息

光敏色素B （Phytochrome B, PHYB）是光敏色素基因家族的重要成员之一,它参与调节植物的避荫反应和光周期反应。本研究的目的是利用农杆菌介导法将两型豆光敏色素基因PHYB的RNAi表达载体转入拟南芥和大豆中,观察分析该RNAi表达载体对转基因拟南芥生长发育过程的影响,为鉴定该RNAi表达载体在大豆中的功能奠定基础。同时优化大豆的遗传转化体系,为大豆分子育种奠定基础。本实验将两型豆RNAi表达载体pJIM19PHYB转入拟南芥中并进行了功能分析,优化了大豆子叶节和胚尖再生体系及农杆菌介导的大豆子叶节和胚尖遗传转化体系,初步将RNAi表达载体转入大豆中。主要研究结果如下：1RNAi表达载体pJIM19PHYB对拟南芥的转化利用农杆菌介导法对拟南芥进行转化,经卡那霉素抗性筛选,得到了阳性植株,并通过PCR检测,结果证明RNAi表达载体已经转入拟南芥中。在不同光周期和光照强度条件下培养阳性拟南芥,发现转基因拟南芥的下胚轴明显伸长,开花期提前,光周期的敏感性降低,分枝增多,耐荫性增强。 2RNAi表达载体pJIM19PHYB对大豆子叶节的转化设置植物激素浓度和配比对大豆子叶节萌发培养基,丛生芽诱导培养基和生根培养基进行了优化,并以优化培养基对参试材料进行筛选,筛选得到植株再生频率较高的大豆品种：“贡选1号”、“代寺大豆2”和“泗百209”,并以其作为转化材料,进行了农杆菌介导的大豆子叶节遗传转化体系的优化,结果表明,卡那霉素筛选浓度为100mg/L,侵染时间为20mmin,共培养时间以3d为宜。以“贡选1号”,“代寺大豆2”,和“泗豆209”的子叶节为外植体,利用农杆菌介导法进行遗传转化,获得了通过PCR检测的阳性植株2株,其中“贡选1号”1株、“泗豆209”1株,转化率分别为0.56%和0.64%。 3RNAi表达载体pJIM19PHYB对大豆胚尖的转化设置丛生芽诱导培养基、预培养基、生根培养基中的植物激素浓度和配比,对大豆胚尖再生体系进行了优化,以胚尖再生能力强的品种“贡选1号”、“代寺大豆2”为材料,优化了农杆菌介导的大豆胚尖的遗传转化系统,结果表明,胚尖侵染时间为15h, AgNO3的浓度为2mg/L。以“贡选1号.”和“代寺大豆2”的胚尖为外植体,利用农杆菌介导法进行遗传转化,获得了通过PCR检测的阳性植株3株,其中“贡选1号”2株,“代（?）大豆2”1株,转化频率分别为1.32%和0.65%。

关键词：两型豆光敏色素基因 PhyB RNAi表达载体农杆菌介导遗传转化