收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

玉米苗期根系淹水应答相关基因的筛选、克隆以及鉴定

邹锡玲  
【摘要】:渍害和干旱、盐渍、异常温度共同影响着全球的物种分布和产量。玉米是世界上最重要的粮食作物之一,在我国由于季节性降雨尤其是在长江中下游地区,渍害已经成为玉米高产、稳产以及扩大种植面积的重要制约因子。本研究旨采用反向遗传学的研究策略,以玉米耐渍自交系HZ32为材料,筛选玉米苗期根系在淹水胁迫后期过程中诱导表达的基因,揭示玉米苗期在淹水胁迫后期获得适应性应答的分子机制,克隆重要的调控基因,并在进行功能分析的基础上开发可利用于耐渍性改良的分子标记辅助选择的功能标记。取得的主要研究结果如下: 1.以耐渍自交系HZ32为材料,选取淹水处理后四个时间点(12h、16h、20h以及24h)的幼苗根系构建正向抑制消减文库,以反向Northern为手段对该文库的768个克隆进行筛选,共筛选到465个诱导表达的EST,共代表295个unigene基因,涉及到了一系列功能,例如信号传导、蛋白质降解、离子运输、碳氮代谢以及转录和翻译调控类基因。表达分析表明,氨基酸代谢链接了蛋白质降解和碳代谢途径,在淹水胁迫后期起着重要作用,并且可能参与了细胞质pH调节以及降解氨基酸碳架给糖酵解途径提供中间产物以支持能量供给。 与淹水胁迫前期比较,低氧信号传导途径在淹水后期依然十分活跃,区别于前期,可能参与调节植物后期对长期淹水胁迫的适应。推测淹水胁迫下玉米幼苗根系的应答过程大致可以分为2个阶段:防御和适应。本实验室筛选到的信号传导相关基因可能调控植物在长期的淹水胁迫下进行有效的适应型的应答反应。 通过电子定位策略,筛选到的其中63个诱导表达基因与前人定位到的耐渍QTL区间共定位,这些基因可能是重要的候选基因,但仍需进一步验证。 2.在上述消减文库中筛选到一个编码脯氨酰羟化酶的基因zmP4H,该基因在淹水胁迫后期在HZ32苗期根系中呈现上调表达。该基因在动物中已被证实是在低氧胁迫下信号感受和传导的关键基因,然而该基因在玉米乃至植物中耐渍应答过程中的作用尚未明了。利用生物信息学方法对玉米全基因组zmP4H的结构、保守motif、系统进化关系以及其在染色体上的区段进行了分析。 本研究中分离得到9个编码脯氨酰羟化酶的基因,命名为zmP4H1-9。研究发现其中的5个基因涉及到选择性剪接,这5个成员通过选择性剪接至少产生了19个转录本。同一个基因在不同的自交系中发生的选择性剪接方式不尽相同,这可能与选择性剪接的时空特异性和逆境应答特异性相关。对这些选择性剪接的转录本进行分析,结果表明剪接位点的选择与剪接位点附近的碱基组成密切相关,而那些非组成型的剪接位点的选择很可能与位于剪接位点处的碱基重复序列相关。11个选择性剪接转录本均含有提前终止的密码子,这使得这些转录本很可能遭到无义介导的RNA降解系统的降解。在耐渍材料HZ32中,采用RT-PCR表明zmP4H因在淹水胁迫下表现出不同的应答反应。而选择性剪接产生的转录本在淹水胁迫下也表现出不同的丰度变化,这表现在同一个基因的不同剪接转录中,而不同基因的选择性剪接转录本也如是。这表明在HZ32中,zmP4H在淹水应答过程中受到选择性剪接这种转录后调控机制的调控。 3.以本课题组前期筛选到的耐渍相关EST为基础,利用RACE技术,从玉米耐渍自交系HZ32克隆得到zmbRLZ基因全长,序列分析显示, zmbRLZ蛋白质由282个氨基酸组成,从第118位到第182位肽段与BRLZ5和bZIP高度同源,且含亮氨酸重复序列。real time PCR结果显示zmbRLZ基因的表达量在耐渍材料HZ32中淹水后4h达到最大,而在敏感材料Mo17中其表达量则基本维持不变。 构建zmbRLZ与GFP融合载体,洋葱表皮的瞬时表达结果表明,zmbRLZ编码的蛋白定位于细胞核,说明zmbRLZ蛋白是能在细胞核中发挥功能的转录因子。对zmbRLZ利用大肠杆菌系统进行体外蛋白质表达,并利用GST标签纯化该蛋白质,凝胶阻滞实验表明,该融合蛋白能够与Adhl基因启动子中的厌氧应答元件序列发生特异地结合,推测其能够调控下游启动子区域里含有ARE顺式元件的应答基因的转录表达。 根据自交系HZ32和K12在zmbRLZ基因序列中的SNP设计引物,成功开发了基于SNP的CAPS标记zmbRC/G,利用已构建的(HZ32×K12)F2群体,将zmbRLZ基因定位在SSR标记umc1743和umc1107之间,该区段与课题组前期通过遗传连锁定位的1个玉米耐渍性QTL的密集区域吻合。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 章国卫,宋怀东,陈竺;mRNA选择性剪接的分子机制[J];遗传学报;2004年01期
2 石银鹿;玉米苗期病虫害的诊断[J];山西农业;2004年06期
3 韦铁军;韦淑波;李学庆;;玉米缺素咋防治[J];农民致富之友;2006年06期
4 徐清;;玉米需肥特点及施肥技术[J];现代农业科技;2010年01期
5 郭洪元;周俭;;浅谈玉米全程机械化生产技术[J];农机使用与维修;2010年01期
6 王淑贤;;德惠市玉米配方施肥技术[J];吉林农业;2010年10期
7 张鸣;朱忠选;张永杰;;玉米杂交制种技术[J];科学种养;2010年11期
8 李红霞;;玉米高产栽培技术[J];现代农业科技;2011年13期
9 于勇;;防治玉米褐斑病的发生[J];农民致富之友;2010年12期
10 殷宏阁;;玉米高产种植技术[J];河北农业;2010年06期
11 张凤莲;;玉米苗期切叶在制种上的应用[J];宁夏农林科技;1980年02期
12 牛建中;贺宝珍;;塑膜覆盖玉米苗期田间杂草发生特点[J];山西农业科学;1992年05期
13 吕云生;;搞好玉米苗期田间管理几项措施[J];农村科学实验;2001年05期
14 孙世彦;玉米粗缩病的发生及综合防治技术[J];安徽农学通报;2005年05期
15 王敏强;李远想;;玉米对磺酰脲类除草剂敏感性及土壤残留的研究[J];玉米科学;2006年02期
16 梁英敏;王雅维;;玉米专用磁化肥促高产[J];新农业;2007年03期
17 王中梅;刘素玲;汤玉煊;;浅谈玉米的营养特性与施肥技术[J];陕西农业科学;2007年02期
18 彭云承;;海南玉米南繁值得注意的技术问题[J];中国种业;2008年01期
19 李杰;;浅谈海南南繁玉米种植技术[J];农业科技与信息;2008年13期
20 陈宜军;;覆膜玉米苗期的管理技术要点[J];农村实用科技信息;2009年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 卢衡;黄晓;余红仕;李刚;应明;郭一清;程汉华;周荣家;;小鼠Dmrt1基因在睾丸中的选择性剪接[A];湖北省遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2004年
2 左志向;何春江;陈恒玲;程汉华;周荣家;;人类及小鼠testes特异选择性剪接数据库的构建[A];湖北省遗传学会、江西省遗传学会2006年学术年会暨学术讨论会论文摘要集[C];2006年
3 黄晓燕;陆丽;周作民;沙家豪;;cDNA芯片在研究精子发生相关基因选择性剪接中的应用[A];第九次全国生殖生物学学术研讨会论文摘要集[C];2003年
4 洪键;贺庆华;郑玉才;邝良德;杜晞;金素钰;;睾丸特异乳酸脱氢酶-C基因选择性剪接的研究[A];全国动物生理生化第十次学术交流会论文摘要汇编[C];2008年
5 马飞;庄永龙;黄颖;李衍达;;人类选择性剪接基因密码子的使用模式[A];第九次全国生物物理大会学术会议论文摘要集[C];2002年
6 赵洋;余红仕;高尚;张雷;卢衡;商璇;郭一清;周荣家;程汉华;;鸡Dmrt 1基因的选择性剪接分析[A];湖北省遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2004年
7 王亚楠;孙玲;刘榜;;猪CMYA2基因的选择性剪接、SNPs检测及其与经济性状的关联分析和表达谱分析[A];第十二次全国畜禽遗传标记研讨会论文集[C];2010年
8 黄晓燕;陆丽;徐珉;肖俊华;朱虎;李建民;周作民;沙家豪;;运用cDNA芯片鉴定人睾丸新的与发育相关的选择性剪接体[A];21世纪男科学——中华医学会第五次全国男科学学术会议论文集[C];2004年
9 钟望涛;赵斌;陈煜森;山县英玖;满田憲昭;三木哲郎;;Nicastrin基因新选择性剪接与阿尔茨海默病的相关性研究[A];第九次全国神经病学学术大会论文汇编[C];2006年
10 马小娟;侯林;陈曦;马飞;;人类选择性剪接基因与选择性启动子关联的系统分析[A];“基因、进化与生理功能多样性”海内外学术研讨会暨中国生理学会第七届比较生理学学术会议论文摘要[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邹锡玲;玉米苗期根系淹水应答相关基因的筛选、克隆以及鉴定[D];华中农业大学;2011年
2 刘薇;选择性剪接顺式调控元件的位置效应[D];武汉大学;2010年
3 廖成功;Basigin选择性剪接体的鉴定及其在肝癌增殖和侵袭中的功能[D];第四军医大学;2010年
4 遆新宇;人白细胞介素4选择性剪接变异体的克隆、表达、纯化及功能实验[D];第四军医大学;2002年
5 王鑫;Pre-mRNA选择性剪接调控机制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 牛召阳;RBM5蛋白在mRNA选择性剪接中作用机制的研究[D];北京协和医学院;2011年
7 马闯;基因及相关功能元件的生物信息学预测[D];华中科技大学;2009年
8 余红仕;性别发育基因P450c17、DMY和Dmrt1的克隆、表达及选择性剪接研究[D];武汉大学;2003年
9 许少华;MOS14编码了拟南芥的TRN-SR及其在免疫反应中的功能研究[D];北京协和医学院;2011年
10 夏慧煜;选择性剪接识别相关问题研究[D];清华大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜媛媛;淹水胁迫下拟南芥和玉米根系中脯氨酰羟化酶基因选择性剪接的初步研究[D];华中农业大学;2011年
2 王海涛;果蝇14-3-3ξ基因选择性剪接机制的研究[D];浙江大学;2011年
3 张鹏飞;人类基因组中选择性剪接位点的预测及序列特征分析[D];内蒙古大学;2010年
4 甘雪琼;正常肝和肝癌细胞中DHRS4L2基因选择性剪接亚型的克隆及其表达调控研究[D];汕头大学;2010年
5 万东方;组蛋白修饰对pre-mRNA选择性剪接影响的分子机制研究[D];山西医科大学;2011年
6 钱涛;肾透明细胞癌TCF19基因选择性剪接异构体的类型和表达特点[D];第二军医大学;2010年
7 黄波;Bcl-x选择性剪接微基因报告方法的建立[D];南昌大学;2010年
8 赵洁;泥鳅Dmrt1基因的克隆、表达和选择性剪接分析[D];河南师范大学;2011年
9 罗瑾;Brm对永生化胃黏膜上皮细胞hTERT选择性剪接模式调控的研究[D];天津医科大学;2011年
10 钱程;人肝癌细胞中DHRS4LI选择性剪切新亚型的鉴定和分析[D];汕头大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 王瑜;农业部玉米专家指导组支招西南玉米苗期田管[N];农民日报;2011年
2 山东省曹县农业局 王成业 岳通 李同盟;玉米苗期管理[N];河北科技报;2004年
3 东风;玉米苗期早管促早发[N];新疆科技报(汉);2009年
4 安平县农牧局 刘素捧 王菊;夏玉米苗期管理技术[N];河北农民报;2009年
5 天津市宝坻区领军种业有限公司 东文林;玉米苗期管理建议[N];河北科技报;2010年
6 临西县农业技术协会 张一田 供稿;玉米苗期缘合管理措施[N];河北农民报;2010年
7 沧县农业局 张明军;今年夏玉米苗期要重管[N];河北科技报;2010年
8 市农业科学院玉米所副研究员 王成业;夏玉米苗期管理技术[N];驻马店日报;2011年
9 剑川县农技推广站 李庆堂;玉米苗期管理技术要点[N];云南科技报;2010年
10 胡文河;玉米苗期的矮化处理[N];吉林农村报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978