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MYB类转录因子OsMYB91在水稻发育和抗逆中的功能研究

朱宁  
【摘要】:植物在完成其漫长的在生活史时常常会受到各种各样不利环境的影响。为了能在这些不良环境中生存下来,植物经过进化形成了一套完善的可以应对外界干扰的机制。在这些机制中,植物激素、转录因子以及表观修饰等发挥着不同的作用,但是究竟这些不同因素是如何相互协调发挥作用的,我们并不清楚。 本研究探讨了一个MYB类转录因子OsMYB91的功能以及植物激素ABA、表观修饰对其抗性的影响,为研究转录因子、激素调控和表观修饰在逆境应答过程中的协调关系提供了基础。本论文通过序列分析、分子克隆、遗传转化、逆境处理等方法研究了OsMYB91在水稻抗逆中的作用,结果如下: 1. OsMYB91为组成型表达基因,并且受盐、干旱、冷、热激等胁迫条件和不同激素(ABA、SA、NAA、JA、6-BA)的诱导表达。说明该基因在水稻对不同胁迫反应中起着重要的作用。 2.盐胁迫可以改变OsMYB91启动子区的甲基化,组蛋白修饰H3K4me3、H3K27me3以及H3K9ac状态,从而诱导OsMYB91在盐胁迫条件下的高水平表达。 3.OsMYB91是一个定位于细胞核内的转录因子蛋白,并且具有自激活活性。 4.OsMYB91影响水稻的生长,超表达植株株高明显变矮,并且发现超表达材料具有更强的抗盐性,而且超表达材料中,与细胞分裂素相关基因的表达基本没有受到影响,但是生长抑制因子DELLA蛋白基因SLR1上调表达。 5.OsMYB91超表达后影响水稻的生长和种子萌发对ABA的敏感性,并有助于内源ABA的积累。 6.NaCl处理后,OsMYB91超表达材料中的活性氧H202和膜脂代谢产物丙二醛(MDA)均比野生型和RNAi材料中低而相关ROS清除酶类活性升高。 由此可见,染色质修饰变化是OsMYB91转录因子受盐胁迫后诱导表达的基础,而该基因表达量上升后又促进SLR1基因的表达同时有助于ABA的积累,ABA和SLR1的交互作用共同调控着植物的生长和对盐的抗性。一方面ABA介导的信号途径可以直接促进植株体内渗透物质脯氨酸和保护蛋白LEA等的积累,另一方面SLR1参与的调控促进体内ROS清除相关酶类的合成。在逆境环境中,DELLA蛋白对生长发育的调控逐渐转移到对逆境的应答过程。


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