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《兰州大学》 2017年
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水稻冷调控关键蛋白OsICE1和OsICE2的功能机制研究

邓翠云  
【摘要】:水稻的耐冷性研究对于水稻生产十分重要,研究表明冷调控关键蛋白Os ICE1和OsICE2发挥着重要作用。最新的研究发现,茉莉素信号通路参与调控拟南芥的冷胁迫。然而目前,茉莉素信号通路调控OsICE1和OsICE2的分子机制,还不清楚。本文以拟南芥的茉莉酸信号通路介导AtICE1、AtICE2调控冷胁迫为基础,探索茉莉酸信号通路调控冷调控关键蛋白OsICE1和Os ICE2的分子机制。本文研究结果主要包括以下六个方面:(1)拟南芥AtICE1、AtICE2和水稻OsICE1、Os ICE2进化上具有较高保守性。蛋白序列比对结果显示,四个ICE蛋白的bHLH结构域序列完全相同。系统进化树分析显示,四个ICE蛋白蛋白序列进化关系较近。(2)JA信号通路中,COI1为JA受体,拟南芥和水稻的COI1在进化上具有较高保守性。拟南芥AtCOI1与水稻OsCOI1a、OsCOI1b、OsCOI1c氨基酸序列比对以及构建系统进化树分析显示拟南芥和水稻的COI1进化上是保守的。(3)JA信号通路中,JAZ蛋白为受体COI1的底物,水稻OsJAZs和拟南芥JAZs进化上具有保守性。同源性分析显示,拟南芥参与冷胁迫的三个JAZs蛋白(JAZ1、JAZ4、JAZ9)与水稻的四个OsJAZs(OsJAZ1、OsJAZ3、OsJAZ4、OsJAZ10)氨基酸具有较大相似性。(4)水稻JA信号通路OsJAZ与OsCOI1相互作用。酵母双杂交实验表明,OsJAZ1能够与OsCOI1a、OsCOI1b、OsCOI1c互作。(5)水稻OsJAZs、OsICE1、OsMYBS3之间关系。酵母双杂交实验发现,OsJAZs家族与OsICE1不互作,但二者分别能够与MYB蛋白互作。我们推测可能存在OsJAZs家族与OsICE1竞争MYB蛋白,从而参与调控JA介导的水稻冷胁迫信号通路。(6)OsICE1、Os ICE2的功能保守性研究。将水稻OsICE1、OsICE2基因导入拟南芥中构建超表达材料后进行冷胁迫表型分析,结果发现OsICE1/2-OE植株比野生型(Col-0)更加耐冷。同时,冷调控基因在Os ICE1/2-OE植株中的表达量相对于野生型Col-0要高。上述结果表明水稻的OsICE1、OsICE2基因在拟南芥中也发挥了耐冷的功能,水稻的OsICE1、OsICE2基因与拟南芥的AtICE1、AtICE2功能保守。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S511;Q946

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