收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水稻Fruit-Weight2.2-Like基因家族的功能研究

许隽  
【摘要】:西红柿的Fruit-Weight2.2 (FW2.2)基因被证明能够控制大约30%的果实重量。它的同源基因Fruit-Weight2.2-Like (FWL)也被证明在许多植物的生长发育中发挥着重要作用。例如,玉米中1个FWL基因Cell Number Regulator 1 (CNR1)能够负调控植株和器官的大小。水稻是人类重要的粮食作物,目前在水稻中有关FWL基因家族的研究还没有报道。因此,我们对水稻FWL基因家族(OsFWL)的分子特征和功能进行了初步研究。通过生物信息学、遗传转化和T-DNA插入突变体表型鉴定等方法研究了OsFWL基因的结构、表达和功能。主要结果如下:根据序列同源性和保守结构域分析,在水稻中发现8个FWL基因并命名为OsFWL1至OsFWL8。对OsFWL基因家族进行了一系列生物信息学分析,包括染色体定位、基因结构、蛋白保守结构域、进化关系,发现8个OsFWL基因分布在3条染色体上,其中OsFWL4、6、7、8在第3染色体长臂末端组成了1个基因簇,OsFWL基因编码的氨基酸序列都比较短,从136个到186个氨基酸,除了OsFWLl和OsFWL3其他的OsFWL蛋白都包含1个保守的CCXXXXCPC结构。合作单位在第3染色体长臂末端定位到1个粒重的QTL,推测位于该区段内的OsFWL基因簇可能是该QTL的有效基因。通过筛选获得了包含该基因簇的水稻珍汕97 BAC克隆,对其进行shotgun测序,获得了3个多态性标记,将该BAC克隆中包含OsFWL基因簇的片段用Not I酶切后连接到BIBAC载体上,然后遗传转化中花11。通过RT-PCR和表达谱数据分析了OsFWL基因的表达模式,发现OsFWL3只在抽穗期的穗中特异表达,OsFWL4在整个生育期的表达量很低。OsFWL5、 OsFWL6、OsFWL7在叶片中的表达量与叶片生长活力呈负相关。共表达分析结果显示OsFWL1、OsFWL2、OsFWL5与大量的锌指蛋白和泛素化相关蛋白共表达。通过水稻原生质体转化研究OsFWL蛋白的亚细胞定位,结果显示大部分的OsFWL为细胞膜蛋白,只有OsFWL8定位在细胞核内。为了进行体外酶活检测,原核表达和纯化了OsFWL1、OsFWL2、OsFWL4蛋白。对OsFWL家族部分基因进行了超表达和RNAi的水稻遗传转化,获得了独立的转基因植株。在TO代检测目的基因的表达量,结果显示在超表达和RNAi植株中,目的基因的表达量得到了上升和下降。其中超表达CNR1和OsFWL1均造成植株矮小,无分蘖,不结实的表型。插入突变体分析结果显示对比野生型osfwl3突变体的粒长增加了5.8%,粒重增加了5.3%。通过对颖壳内表皮进行扫描电镜观察发现osfwl3突变体粒长的增加主要是因为细胞数目的增加,而不是细胞尺寸的增加。同时利用Gus染色检测OsFWL3启动子的活性,发现OsFWL3的表达量和颖壳的生长活力负相关。osfwl5突变体的株高比野生型高12.5%,进一步分析发现主要是茎的第一节增长了。在水稻中有两个酪蛋白激酶Ⅱ(CKⅡ)调节亚基的同源蛋白,通过双分子荧光互补实验(Bimolecular fluorescence complementation, BiFC)证明OsFWL1与OsO7g31280编码的蛋白互作,与Os1 0g41520编码的蛋白没有互作。这些结果为以后进一步研究OsFWL基因的功能提供了一个全面的基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;我国科学家“解读”水稻基因[J];发明与革新;2002年06期
2 ;水稻基因竟然比人的基因还多[J];科技广场;2002年05期
3 孙国凤;利用转座子构建水稻基因破坏系[J];生物技术通报;1997年02期
4 葛磊,谭克辉,种康,许智宏;水稻花发育基因调控的研究进展[J];科学通报;2001年09期
5 江舸,徐丰,金由辛,王德宝;两种相邻分布的水稻U14 BoxC/D snoRNA[J];自然科学进展;2001年10期
6 李斌;水稻基因上演“三国演义”[J];科技信息;2001年12期
7 韩斌;水稻第四号染色体精确测序完成[J];中国科学院院刊;2003年01期
8 刘雨芳;转Bt基因抗虫水稻的研究进展与生态安全评价[J];生命科学研究;2004年04期
9 吴士筠;吕璐;覃瑞;宋发军;;水稻广陆矮4号与杂交水稻杂优1号染色体核型分析[J];中南民族大学学报(自然科学版);2006年01期
10 刘传光;张桂权;;水稻单核苷酸多态性及其应用[J];遗传;2006年06期
11 ;安捷伦科技推出新一代全基因组水稻微阵列[J];生物工程学报;2008年02期
12 黄沆;陈光辉;;水稻抗旱机制及相关基因研究进展[J];科技信息;2010年14期
13 孙国凤;;水稻基因图谱已确定600个位点[J];生物技术通报;1993年09期
14 李瑶,沈大棱,潘小舟,任大明,叶鸣明,刘祖洞,秦瑞珍;农杆菌转化水稻系统的研究[J];科学通报;1994年10期
15 康明,宋陆铧,吴经才;我国水稻生物技术研究现状[J];河北大学学报(自然科学版);1996年02期
16 邢俊杰;;解读水稻基因“天书”[J];大自然;2007年06期
17 ;日本力保在解析水稻染色体方面的领先地位[J];世界科技研究与发展;2000年03期
18 罗琼,朱立煌;水稻花发育的分子生物学研究进展[J];遗传;2002年01期
19 ;前沿[J];科技广场;2002年12期
20 王景余,林秀云,李明生;水稻遗传转化研究进展[J];生物技术通报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵基洪;;水稻与菰属间性状转移研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
2 张国良;陈文军;戴其根;许轲;霍中洋;张洪程;;水稻耐1,2,4-三氯苯胁迫基因型的筛选[A];中国作物学会栽培专业委员会换届暨学术研讨会论文集[C];2007年
3 裴忠有;;水稻T—DNA插入群体的建立及突变体筛选[A];2008中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
4 张桂权;丁效华;曾瑞珍;张泽民;李文涛;陈兆贵;刘冠明;何风华;AkshayTulukdar;刘芳;席章营;黄朝锋;朱文银;易懋升;秦利军;施军琼;赵芳明;冯明姬;单泽林;陈岚;郭晓琴;JaiChandRana;;水稻功能基因组学材料平台的建立[A];中国的遗传学研究——中国遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年
5 王景余;孙海波;李艳萍;邹美智;;水稻遗传转化研究及应用进展[A];中国农业生物技术学会第三届会员代表大会暨学术交流会论文摘要集[C];2006年
6 姬生栋;秦广雍;耿飒;盛有名;薛华政;吴刘成;徐存拴;霍裕平;;离子束介导玉米基因组DNA的水稻后代遗传性状研究[A];全国作物生物技术与诱变技术学术研讨会论文摘要集[C];2005年
7 李阳生;朱英国;;水稻设计育种[A];中国的遗传学研究——中国遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年
8 罗彦长;王守海;;分子标记辅助水稻抗病虫育种进展[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
9 沈辉;王宗阳;;水稻OsEBP89基因启动子的功能分析[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年
10 陈石燕;王宗阳;;T-DNA介导的promoter trap系统[A];中国植物生理学会第九次全国会议论文摘要汇编[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兆海;水稻类病变相关基因SPL29的克隆和功能研究[D];武汉大学;2014年
2 杨慧;水稻精氨酸酶基因启动子表达模式及精氨酸酶基因的功能研究[D];中国农业科学院;2014年
3 李万昌;2个水稻苗期失绿叶基因的图位克隆[D];中国农业科学院;2013年
4 陈隽;水稻穗型与粒型调控基因FUWA的图位克隆与功能分析[D];中国农业科学院;2015年
5 黄立钰;水稻抗旱比较转录组学分析及候选基因OsDRAP1功能验证[D];中国农业科学院;2014年
6 刘小云;水稻H3K27甲基转移酶基因的功能研究[D];华中农业大学;2014年
7 崔迪;粳稻抗逆性关联分析及云南农家保护水稻地方品种遗传多样性的历时变化[D];中国农业科学院;2015年
8 崔彦茹;利用选择育种群体进行水稻高产、抗旱和耐盐QTL定位[D];中国农业科学院;2015年
9 陈伟;水稻代谢组的生化及遗传基础研究[D];华中农业大学;2015年
10 周航;组配改良剂对土壤—水稻中重金属迁移累积的影响[D];湖南农业大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔永涛;水稻半显性矮秆基因(Semi-dominant Dwarf1)Si-dd1的精细定位[D];中国农业科学院;2015年
2 张远森;基于通路分析法诠释水稻农艺性状全基因组关联研究[D];昆明理工大学;2015年
3 沈孝辉;施硅对水稻砷吸收的影响[D];南京信息工程大学;2015年
4 章潘;水稻过氧化物酶体型醛缩酶OsAld-Y的功能研究[D];华中农业大学;2015年
5 苏锋;砷和草甘膦复合污染对水稻生长的影响及其机理研究[D];华中农业大学;2015年
6 王娜;水稻苗期耐盐性鉴定及相关QTL分析[D];宁夏大学;2015年
7 王娇;水稻抗旱性相关性状的QTL定位分析[D];宁夏大学;2015年
8 朱晓龙;湘中某工矿区土壤、水稻镉砷污染特征与迁移规律[D];中南林业科技大学;2015年
9 高晓庆;水稻稻瘟病抗性相关基因的筛选和功能鉴定[D];浙江师范大学;2015年
10 陈鹏程;水稻OsCBL5在植物耐盐信号传导中的作用研究[D];浙江师范大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;日本破译3.2万个水稻基因[N];今日信息报;2003年
2 田耕;水稻基因组图谱带来希望与困惑[N];大众科技报;2002年
3 本报记者 徐玲玲;杨焕明:评说水稻“基因大战”[N];科技日报;2001年
4 本报驻美国记者 王如君;水稻基因研究里程碑(科技大观)[N];人民日报;2002年
5 杨健、蒋建科;水稻基因“天书”被打开[N];人民日报;2005年
6 通讯员 娄沂春 记者 马瑛瑛;浙大成功开发大容量水稻基因芯片[N];浙江日报;2001年
7 记者 韩晓玲、通讯员 王景刚;水稻基因研究获突破性进展 将全面提升我国水稻国际竞争力[N];湖北日报;2006年
8 邓肯;永久保护世界水稻资源协议签订[N];科技日报;2007年
9 徐瑞哲;沪苏皖育出“软糯”水稻新品种[N];农民日报;2006年
10 刘新萍;高个水稻具有玉米特性[N];江苏科技报;2007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