NAC家族轉(zhuǎn)錄因子OsNAC2介導(dǎo)赤霉素信號通路參與調(diào)控水稻株高和開花時間.pdf

1、本文從以下兩個章節(jié)展開了論述：
　　第一章 NAC家族轉(zhuǎn)錄因子OsNA C2介導(dǎo)赤霉素信號通路參與調(diào)控水稻株高和開花時間
　　NAC家族轉(zhuǎn)錄因子是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子家族，目前對該家族功能的研究主要集中在形態(tài)發(fā)育和逆境脅迫方面。本研究從水稻中克隆獲得到OsNAC2基因，在水稻中過表達OsNAC2基因，發(fā)現(xiàn)T3代過表達轉(zhuǎn)基因植株較野生型水稻開花時間延遲5d，并表現(xiàn)出株高變矮、穗長變短，以及結(jié)實率降低的表型。芯片分析的結(jié)果表明

2、，轉(zhuǎn)基因株系中參與赤霉素合成的基因OsKO2的表達量下降，抑制赤霉素生物合成的基因OsEATB和負調(diào)控赤霉素信號通路基因SLRL的表達量升高。過表達OsNAC2的轉(zhuǎn)基因株系對赤霉素的響應(yīng)明顯減弱。通過高效液相色譜分析赤霉素含量發(fā)現(xiàn)，過表達株系中OsKO2的產(chǎn)物GA53含量明顯下降，但活性赤霉素GA1的含量沒有明顯變化。因此，OsNAC2主要是通過影響赤霉素信號響應(yīng)過程而非改變活性赤霉素含量而影響水稻的株高的。分析過表達株系中已知參與花期

3、調(diào)控的赤霉素信號通路中的基因表達量，發(fā)現(xiàn)OsMADS50和RFL的表達在過表達株系中沒有明顯的變化，與開花直接相關(guān)的Hd3a在過表達轉(zhuǎn)基因水稻中的表達量明顯下降，因此OsNAC2可能通過影響RFL下游基因的表達，而抑制Hd3a的表達，表現(xiàn)出開花延遲。
　　同時，異源過表達OsNAC2的擬南芥株系也表現(xiàn)出對赤霉素的響應(yīng)變?nèi)?、種子萌發(fā)延遲、生長滯后、開花延遲和由花絲變短而造成不育的表型。轉(zhuǎn)基因株系中GAI和RGL的表達量明顯高于野生型

4、。
　　本研究通過對水稻NAC家族成員OsNAC2在兩種轉(zhuǎn)化宿主中的表達與功能鑒定，表明該基因通過介導(dǎo)赤霉素信號通路影響了水稻的株高和開花時間。
　　第二章 ANAC092在根發(fā)育中的功能研究
　　克隆獲得擬南芥中NAC家族轉(zhuǎn)錄因子ANAC092，發(fā)現(xiàn)該基因在擬南芥萌發(fā)1-3d的根冠柱細胞中表達，并受到IAA的顯著誘導(dǎo)。過表達該基因發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因株系的根長變短，變短原因主要是由根尖分生區(qū)的長度變短造成，根尖結(jié)構(gòu)沒有明顯差異

5、。將過表達株系的純合體株系與轉(zhuǎn)基因報告系DR5∷GFP和CycB1∷GUS雜交，雜合體根尖的GFP的熒光強度降低，GUS的染色變淺，表明過表達ANAC092的轉(zhuǎn)基因株系根尖的生長素濃度降低，細胞分裂減弱。通過ANAC092的啟動子序列的生信分析表明ANAC092啟動子序列中含有CycB1啟動子中激活細胞進入M期的關(guān)鍵結(jié)合元件。同時，還發(fā)現(xiàn)過表達株系根中生長素運輸載體A UX1，PIN1和PIN2的表達量在根發(fā)育第2-4d的明顯變化，與A