王钰露:水稻低温条件下叶绿体发育必需基因TSV2的克隆与功能分析论文

王钰露:水稻低温条件下叶绿体发育必需基因TSV2的克隆与功能分析论文

本文主要研究内容

作者王钰露(2019)在《水稻低温条件下叶绿体发育必需基因TSV2的克隆与功能分析》一文中研究指出:叶绿体是绿色植物进行光合作用的半自主性细胞器,它的正常合成需要相关核基因和质基因共同调控。当其中某个基因发生突变时,可能会影响叶绿体的正常发育和光合色素的正常合成,从而引起叶色异常,甚至导致植株死亡。其中低温胁迫是影响水稻生长的一种主要的非生物胁迫,水稻在低温环境下会产生一系列的生理及代谢异常。特别在幼苗发育阶段,低温会降低发芽率以及延缓叶片的形成与转绿等。本研究通过对粳稻品种嘉花1号60Coγ射线诱变处理,筛选获得一个低温敏感白化突变体tsv2,对其进行生理性状分析、图位克隆、敲除互补验证、亚细胞定位、生物信息学分析以及相关功能分析,得出以下结论:1.在20℃低温环境下,突变体tsv2苗期呈现白化表型,叶绿体结构异常,最终在4叶期后死亡。随着环境温度的升高,叶片颜色逐渐恢复,突变体叶色的变化与叶绿素(Chl)含量和叶绿体发育相对应。当32℃时,突变体的叶片颜色恢复成正常绿色。2.培矮64S与tsv2杂交产生的F2代群体遗传分析结果表明该性状是受单个的隐性核基因TSV2控制。通过两个群体(培矮64S/tsv2,93-11/tsv2)的图位克隆将突变基因定位在水稻2号染色体分子标记ID19911和ID13097之间60kb区域内,对此区域内的候选基因进行测序后发现突变体的基因LOCOs02g 33500(TSV2)在第八外显子出现一个碱基的替换。经过基因互补和CRISPR/Cas9基因组编辑技术敲除验证,证明基因TSV2的突变导致突变体表型变化。3.基因TSV2编码苏氨酰-tRNA合成酶,属于氨酰-tRNA合成酶家族中Ⅱa类。通过对TSV2所编码蛋白质氨基酸序列的保守性分析,发现它在不同的高等植物中高度保守。进一步分析其与更多物种同源蛋白的进化关系,发现TSV2蛋白与单子叶植物的亲缘关系较近,与双子叶植物亲缘关系较远。4.基因TSV2主要在叶片中表达,亚细胞定位在叶绿体中。转录水平分析显示,TSV2的突变导致叶绿体相关基因在20℃低温环境下的表达明显降低,阻止了叶绿体中核糖体的形成,而它们在32℃高温环境下恢复到接近正常水平。这些结果表明TSV2在低温环境下对叶绿体发育的重要作用,该基因异常会导致叶绿体发育相关基因异常表达和叶绿体结构异常。对研究水稻在低温逆境下的生理代谢变化及低温应答分子机理具有重要的意义,也可为水稻耐低温性状的遗传改良提供一定的帮助。

Abstract

xie lu ti shi lu se zhi wu jin hang guang ge zuo yong de ban zi zhu xing xi bao qi ,ta de zheng chang ge cheng xu yao xiang guan he ji yin he zhi ji yin gong tong diao kong 。dang ji zhong mou ge ji yin fa sheng tu bian shi ,ke neng hui ying xiang xie lu ti de zheng chang fa yo he guang ge se su de zheng chang ge cheng ,cong er yin qi xie se yi chang ,shen zhi dao zhi zhi zhu si wang 。ji zhong di wen xie pai shi ying xiang shui dao sheng chang de yi chong zhu yao de fei sheng wu xie pai ,shui dao zai di wen huan jing xia hui chan sheng yi ji lie de sheng li ji dai xie yi chang 。te bie zai you miao fa yo jie duan ,di wen hui jiang di fa ya lv yi ji yan huan xie pian de xing cheng yu zhuai lu deng 。ben yan jiu tong guo dui jing dao pin chong jia hua 1hao 60Coγshe xian you bian chu li ,shai shua huo de yi ge di wen min gan bai hua tu bian ti tsv2,dui ji jin hang sheng li xing zhuang fen xi 、tu wei ke long 、qiao chu hu bu yan zheng 、ya xi bao ding wei 、sheng wu xin xi xue fen xi yi ji xiang guan gong neng fen xi ,de chu yi xia jie lun :1.zai 20℃di wen huan jing xia ,tu bian ti tsv2miao ji cheng xian bai hua biao xing ,xie lu ti jie gou yi chang ,zui zhong zai 4xie ji hou si wang 。sui zhao huan jing wen du de sheng gao ,xie pian yan se zhu jian hui fu ,tu bian ti xie se de bian hua yu xie lu su (Chl)han liang he xie lu ti fa yo xiang dui ying 。dang 32℃shi ,tu bian ti de xie pian yan se hui fu cheng zheng chang lu se 。2.pei ai 64Syu tsv2za jiao chan sheng de F2dai qun ti wei chuan fen xi jie guo biao ming gai xing zhuang shi shou chan ge de yin xing he ji yin TSV2kong zhi 。tong guo liang ge qun ti (pei ai 64S/tsv2,93-11/tsv2)de tu wei ke long jiang tu bian ji yin ding wei zai shui dao 2hao ran se ti fen zi biao ji ID19911he ID13097zhi jian 60kbou yu nei ,dui ci ou yu nei de hou shua ji yin jin hang ce xu hou fa xian tu bian ti de ji yin LOCOs02g 33500(TSV2)zai di ba wai xian zi chu xian yi ge jian ji de ti huan 。jing guo ji yin hu bu he CRISPR/Cas9ji yin zu bian ji ji shu qiao chu yan zheng ,zheng ming ji yin TSV2de tu bian dao zhi tu bian ti biao xing bian hua 。3.ji yin TSV2bian ma su an xian -tRNAge cheng mei ,shu yu an xian -tRNAge cheng mei jia zu zhong Ⅱalei 。tong guo dui TSV2suo bian ma dan bai zhi an ji suan xu lie de bao shou xing fen xi ,fa xian ta zai bu tong de gao deng zhi wu zhong gao du bao shou 。jin yi bu fen xi ji yu geng duo wu chong tong yuan dan bai de jin hua guan ji ,fa xian TSV2dan bai yu chan zi xie zhi wu de qin yuan guan ji jiao jin ,yu shuang zi xie zhi wu qin yuan guan ji jiao yuan 。4.ji yin TSV2zhu yao zai xie pian zhong biao da ,ya xi bao ding wei zai xie lu ti zhong 。zhuai lu shui ping fen xi xian shi ,TSV2de tu bian dao zhi xie lu ti xiang guan ji yin zai 20℃di wen huan jing xia de biao da ming xian jiang di ,zu zhi le xie lu ti zhong he tang ti de xing cheng ,er ta men zai 32℃gao wen huan jing xia hui fu dao jie jin zheng chang shui ping 。zhe xie jie guo biao ming TSV2zai di wen huan jing xia dui xie lu ti fa yo de chong yao zuo yong ,gai ji yin yi chang hui dao zhi xie lu ti fa yo xiang guan ji yin yi chang biao da he xie lu ti jie gou yi chang 。dui yan jiu shui dao zai di wen ni jing xia de sheng li dai xie bian hua ji di wen ying da fen zi ji li ju you chong yao de yi yi ,ye ke wei shui dao nai di wen xing zhuang de wei chuan gai liang di gong yi ding de bang zhu 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自上海师范大学的王钰露,发表于刊物上海师范大学2019-06-17论文,是一篇关于水稻论文,低温胁迫论文,白化表型论文,叶绿体发育论文,图位克隆论文,苏氨酰论文,上海师范大学2019-06-17论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自上海师范大学2019-06-17论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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