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OsIRL基因家族分析及开花基因的功能研究

游常军  
【摘要】: 水稻是一种重要的粮食作物,也是一种单子叶植物研究的模式植物。随着水稻基因组测序计划的完成,功能基因组学研究的重点在于发掘大量预测基因的功能。插入突变是一种高通量的功能分析方法,而突变群体的侧翼序列以及表型信息均为正向遗传学和反向遗传学研究的重要资源。以本实验室的水稻T-DNA插入突变群体为实验材料,我们对15,494份转基因植株进行了PCR阳性检测,结果表明阳性率为88.3%。利用TAIL-PCR的方法,从水稻T-DNA插入突变群体中分离得到6,798条T-DNA侧翼序列,其中2,643条侧翼序列与水稻基因组序列之间的同源程度很高(E-value 10-5)。通过大规模表型筛选,一共获得277份具有明显异常表型的突变体家系。经过分析33份家系,获得了2份突变表型与T-DNA标签基因共分离的家系(04Z11EM13和03Z11DQ39)。 03Z11DQ39家系(或称为osirll家系)的突变表型为半矮和迟抽穗,而对应的T-DNA标签基因OsIRL1 (Oryza sativa intracellular Ras-group-related LRR 1)是拟南芥PIRL家族基因在水稻中的1个同源基因。进一步调查osirl1家系显示,无论在长日条件下还是短日条件下,osirl1突变体均表现为抽穗延迟。在长日条件或短日条件下种植的osirl1突变体中,Ehdl和Hd3a的表达水平都严重下降,而Hdl基因的表达也受到部分影响。此外,我们发现生物钟基因CablR在osirl1突变体中的表达也有所下降。但是,OsIRL1基因的表达在野生型植株以及osirl1突变体中并没有检测到明显差异,而OsIRL1基因的抑制表达及超量表达转基因植株也都没有表现出类似于osirl1突变体相同或相反的突变表型。因此,osirl1突变体的突变性状可能并不是由OsIRL1基因所控制。 与其他已知的植物LRR蛋白相比较,拟南芥PIRL家族蛋白与酵母及动物中的Ras相关LRR蛋白具有更高的同源性;这类Ras相关LRR蛋白可以和Ras蛋白相互作用并参与信号传导途径。除了OsIRL1蛋白之外,本研究还鉴定了PIRL家族蛋白在水稻中的其他7个同源蛋白作为OsIRL蛋白家族的成员。我们对OsIRL基因家族成员的基因结构、染色体定位、蛋白质模体组成以及进化关系作了系统的分析。大多数OsIRL基因位于水稻染色体上的基因组大片段复制区间,但并不存在串联排列的OsIRL基因。利用定量RT-PCR以及芯片数据采集的方法,我们分析了OsIRL基因家族成员在整个水稻发育时期以及光或3种激素(赤霉素、萘乙酸以及激动素)等胁迫条件下的表达谱。结果表明,所有OsIRL基因家族成员都至少在一个发育时期的组织或器官中表达,并且这些成员的表达谱也具有多样性,一些OsIRL基因在某些发育时期具有表达优势。与未处理的对照相比较,5个OsIRL基因家族成员的表达在胁迫条件下表现上升或下降;其中4个OsIRL基因可以对2种或2种以上的胁迫条件产生响应,表明这些成员可能在生理水平上参与不同激素以及光等相关信号途径之间的相互作用。利用反向遗传学策略我们也获得并鉴定了5个T-DNA或Tos17插入位点在OsIRL基因(共4个成员)内的突变体家系。这些表达谱信息以及本研究所鉴定的T-DNA或Tos17插入突变体将有助于我们进一步分析OsIRL基因的生物学功能。 为了进行成功的有性繁殖,植物必须在合适的时期开花(或抽穗)。开花突变体的分子遗传学研究可以有效的鉴定开花相关的调控元件以及遗传途径。此前的研究已经鉴定了一个“永不开花”的水稻T-DNA插入突变体(即rid1突变体),并证实该突变表型是由于T-DNA插入RID1 (Rice Indeterminate 1)基因内所造成。本研究通过RT-PCR扩增以及RACE技术获得了RID1基因的全长cDNA序列。在洋葱表皮细胞中的瞬时表达结果显示RID1蛋白定位于细胞核中。定量RT-PCR分析结果显示:无论是在长日条件还是在短日条件下,rid1突变体中Ehd1、Hd3a和RFT1的表达均下降到几乎检测不到的水平,而Hd1和Ghd7的表达水平也受到部分影响。除了Hd3a和RFT1之外,本研究还检测了另外5个FTL (FT-like)基因的表达,并发现它们的表达量在rid1突变体中也有不同程度的改变。此外,RID1基因可能独立于生物钟系统。我们提出了1个模型用于将RID1基因定位于水稻开花调控的分子遗传途径中,其中存在2个水稻开花转换所必需的元件。第1个元件是位于开花途径上游的RID1基因,该基因可以调控分别由Hd1和Ehd1介导的两条开花途径以及其他一些未知的水稻开花途径;另外1个元件包括Hd3a、RFT1以及/或其他一些FTL基因,该元件可以整合不同开花途径中传递的开花信号并诱导水稻开花。一旦这两个元件中的任何一个遭到完全的破坏,水稻都将永远不能完成开花转换。


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1 冯英;俞朝;;水稻与拟南芥全基因组丝氨酸羧肽酶类蛋白家族比较分析(英文)[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);2009年01期
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11 吴利民,倪中福,王章奎,林展,孙其信;小麦杂种及其亲本苗期叶片家族基因差异表达及其与杂种优势关系的初步研究[J];遗传学报;2001年03期
12 周荣家;参与发育的基因家族[J];遗传;2001年01期
13 段小娴;;bcl-2基因家族对细胞凋亡的调控[J];中国医学文摘(肿瘤学);2001年01期
14 李建粤,米东,张伟,闫其涛;大豆球蛋白研究以及在改良稻米营养品质中的应用[J];西北植物学报;2005年08期
15 黄宇烽;生精细胞凋亡的基因调控[J];中华男科学;2005年09期
16 文春描;徐正君;蔡平钟;高方远;任光俊;;ABP1:生长素结合蛋白中的超级明星[J];生物技术通报;2007年03期
17 饶俊;郑新欣;胡英考;;BURP蛋白家族研究进展[J];生物技术通报;2009年07期
18 李慧;丛郁;常有宏;蔺经;盛宝龙;;豆梨半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因的克隆及胁迫表达[J];西北植物学报;2011年05期
19 华慧颖;王芳;常重杰;杜启艳;;高简并引物小温度范围不规则降落PCR在庞大基因家族扩增中的应用[J];安徽农业科学;2011年17期
20 李娜;陆海;;植物抗坏血酸过氧化物酶基因家族研究进展[J];成都大学学报(自然科学版);2011年02期
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1 周祥;李琴;卢衡;陈昊;郭一清;程汉华;周荣家;;鱼类Dmrt2基因的复制及其表达分析[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
2 杨元;肖翠英;张思仲;;Y染色体DAZ基因家族基因拷贝缺失与男性生精障碍的相关性研究[A];第六次全国医学遗传学学术会议文摘汇编[C];2005年
3 夏春皎;马亢;王卓;刘学群;王春台;;水稻线粒体渗透性转换孔相关基因家族的系统发育研究[A];中国遗传学会功能基因组学研讨会论文集[C];2006年
4 周建平;杨足君;冯娟;李光蓉;刘朝辉;邓科君;任正隆;;一个植物跨膜蛋白DUF872基因家族新成员的克隆与序列分析[A];中国遗传学会功能基因组学研讨会论文集[C];2006年
5 张源潮;侯岩峰;;杀伤细胞免疫球蛋白样受体基因多态性与系统性红斑狼疮的关联性的研究[A];中国免疫学会第五届全国代表大会暨学术会议论文摘要[C];2006年
6 张明永;曾纪睛;黄淑婷;蔡昭艳;;水稻基因组中的寡肽运输蛋白基因家族分析[A];中国遗传学会植物遗传和基因组学专业委员会2007年学术研讨会摘要集[C];2007年
7 黄贝;聂品;齐志涛;徐镇;;脊椎动物干扰素调节因子(IRF)家族基因起源进化初探[A];2008年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2008年
8 张成岗;邢桂春;魏汉东;鱼咏涛;贺福初;;人X染色体含有一个新的黑色素瘤抗原基因亚家族[A];2000全国肿瘤学术大会论文集[C];2000年
9 张上隆;;猕猴桃ACC合成酶基因家族四个成员的克隆[A];张上隆果树学文选[C];2006年
10 郑亚东;贾万忠;骆学农;景志忠;才学鹏;;猪带绦虫45W基因家族的克隆及A_3与B_2的表达和结构预测[A];中国畜牧兽医学会家畜寄生虫学分会第五次代表大会暨第八次学术研讨会论文集[C];2004年
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1 游常军;OsIRL基因家族分析及开花基因的功能研究[D];华中农业大学;2009年
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3 李文燕;植物OPR基因家族系统发育分析及水稻OPR家族基因分子生物学功能研究[D];中山大学;2010年
4 胡昌泉;水稻胚乳发育相关基因的筛选及功能分析[D];福建农林大学;2011年
5 吴延寿;水稻钠离子转运蛋白OsHKT2;4的功能分析[D];南京农业大学;2008年
6 郭玉朋;水稻(Oryza sativa L.)光呼吸突变体线粒体丝氨酸羟甲基转移酶基因克隆及功能分析[D];兰州大学;2010年
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9 马伯军;水稻OsCIPK基因家族的克隆与转OsCBL8基因水稻的抗逆性分析[D];南京农业大学;2008年
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1 曹英豪;水稻U-box基因家族的特征及转录表达模式分析[D];河北农业大学;2010年
2 艾鋆;水稻OspPLA家族鉴定和OspPLAⅢα功能初探[D];华中农业大学;2011年
3 曹智;短柄草MADS-box基因家族的生物信息学分析[D];四川农业大学;2011年
4 汪俊君;小麦大粒突变体的遗传分析和相关基因片段的克隆[D];山东农业大学;2009年
5 张礼华;水稻花器官发育基因OsMADS1的定点突变分析[D];福建农林大学;2012年
6 倪建平;我国水稻知识产权现状与发展方向研究[D];中国农业科学院;2010年
7 陈裕坤;苯丙氨酸解氨酶基因遗传转化水稻的研究[D];福建农林大学;2011年
8 邓湘雄;水稻响应镉胁迫的差异磷酸化蛋白质组研究[D];杭州师范大学;2012年
9 李晓明;水稻内参蛋白质的选择及鉴定[D];河北农业大学;2010年
10 葛宏量;利用RNA瞬时干扰技术研究甘油二酯激酶基因在水稻响应激发子木聚糖酶和盐处理中的作用[D];南京农业大学;2011年
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1 记者 易运文;水稻基因转基因克隆工作已完成400多个[N];光明日报;2010年
2 记者 韩晓玲 实习生 华子博 通讯员 农宣;华中农大水稻团队发现重要基因[N];湖北日报;2010年
3 冯耀华 詹曙光;野生水稻基因丰富优良 专家建议加强保护[N];粮油市场报;2011年
4 记者 李斌;水稻基因为何比人的还多[N];新华每日电讯;2002年
5 记者 李斌;破译水稻基因追踪[N];新华每日电讯;2002年
6 张洪 王如君;水稻基因是人的两倍[N];农民日报;2002年
7 记者 李斌;逐鹿水稻基因研究[N];新华每日电讯;2002年
8 吴林寰;我国完成400多个水稻基因转基因克隆工作[N];粮油市场报;2010年
9 ;日本破译3.2万个水稻基因[N];今日信息报;2003年
10 冯卫东;导致人体产生左右差别的基因家族被发现[N];科技日报;2010年
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