书目详细信息
： 水稻DRO1基因响应不同光照调控根系发育及适应干旱的作用研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 水稻DRO1基因响应不同光照调控根系发育及适应干旱的作用研究/.赵建屏著/.杜云龙指导 |
| 出版发行项： | 2023.5.31 |
| 载体形态项： | 90页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 植物保护学院, 学号2020210285 |
| 提要文摘： | 光照是重要的非生物胁迫因素，根系在植物生长发育起到重要作用。目前，不同光照调控水稻根系发育的机制还不清楚。植物通过根系吸收养分和水分以及感知外界环境胁迫，良好的根系构型（Root system architecture, RSA）对植物存活和产量提高至关重要。水稻深根基因DRO1（DEEPER ROOTING 1）参与调控水稻根系发育，但是，DRO1如何响应光照而影响水稻根系生长的机制还不清楚。本文对光照和DRO1调控水稻根系发育的研究结果如下： 1. 通过分析DRO1基因启动子，发现DRO1启动子中含有7种类型的光响应元件，胚根中DRO1基因表达水平呈现昼夜节律变化。 2. DRO1基因负调控全光照下水稻根系生长，影响生长素运输相关基因和光受体基因表达。全光照处理水稻幼苗后，dro1-cc突变体（#17）胚根长度极显著上升，日本晴水稻（Nipponbare, NPB）胚根长度极显著下降，DRO1过表达株系（#9-2、#19）和DRO1回复突变体（#1-1、#5-1、#6-1）的胚根长度没有显著差异。检测基因表达量，发现全光照处理后，生长素运输基因PIN8（PIN-FORMED 8）在DRO1过表达株系（#19）和DRO1回复突变体（#1-1）胚根中显著或极显著降低，在dro1-cc突变体（#17）胚根中表达水平没有显著差异。蓝光受体基因CRY1a（Cryptochrome1a）在DRO1过表达株系（#19）胚根中的表达水平显著降低，在dro1-cc突变体（#17）胚根中的表达水平极显著上升。这显示DRO1基因负调节PIN8和CRY1a表达，而影响水稻胚根伸长生长。此外，对水稻地上部进行遮光处理，发现全光照处理胚根后，NPB和DRO1过表达株系（#9-2、#19）胚根长没有显著差异，dro1-cc突变体（#17）的胚根长度极显著降低。此外，DRO1过表达株系（#9-2、#19）胚根中的红光受体基因phyB（Phytochrome B）表达水平极显著升高，dro1-cc突变体（#17）胚根中phyB表达显著降低。这暗示与根系生长有关的信号从地上部传到地下部，而DRO1基因正调节根中phyB基因表达。 3. 在红光照射条件下，DRO1基因负调控phyB基因表达而抑制水稻根系生长。红光处理的野生型水稻NPB和DRO1过表达株系（#19）胚根长极显著降低，并且phyB基因表达量也极显著下降。 4. 对正常光照条件、全黑暗和全光照处理后的NPB和dro1-cc突变体（#17）水稻胚根进行转录组测序，发现DRO1基因的突变影响了抗旱基因的表达。对在正常光照条件下栽种的38个元阳哈尼梯田水稻品种根系构型（root system architecture, RSA）和分蘖进行分析后，发现在大多数水稻品种中，根系构型（包括根宽、长度和面积）与分蘖数呈正相关，且DRO1基因在外显子3的序列中具有两个单核苷酸多态性（SNPs）。进一步研究发现，在正常光照条件下生长的水稻中，发现IGT基因家族中的DRO1、LAZY1、TAC1（Tiller Angle Control 1）和qSOR1（quantitative trait locus for SOIL SURFACE ROOTING 1）基因，以及编码生长素输出蛋白的基因在灌溉和干旱条件下表现出不同的表达模式。DRO1参与调节IGT基因家族中其它三个基因的表达，缺失第5个外显子的DRO1过表达株系根系长度缩短，侧根减少。进一步分析蛋白互作网络、microRNAs（miRNAs）靶向和共表达，表明DRO1通过调控生长素运输而影响了水稻根和分蘖发育。 5. 对水稻胚根的转录组数据进一步分析，发现DRO1基因参与调节水稻抗稻瘟病基因的表达。正常光照处理后，敲除DRO1基因导致相关抗稻瘟病基因的表达下调。对正常光照条件下生长的dro1-cc突变体及DRO1过表达水稻材料接种稻瘟病菌GUY11，发现DRO1过表达水稻的抗稻瘟病能力增强，而dro1-cc突变体对稻瘟病敏感，其中，抗病相关基因PR1a（Pathogenesis-Related gene 1a）和抗氧化物酶基因POD（Peroxidase）的表达水平在DRO1过表达水稻中表达升高，而在dro1-cc突变体水稻中表达水平降低。 上述结果表明，DRO1基因可响应不同光照，调控水稻的根系发育及对干旱环境的适应性，并参与水稻抗稻瘟病。本研究为进一步解析DRO1基因促进水稻生长发育及抗病性提供了理论基础和新思路。 |
| 并列题名： | Study on function of rice DRO1 gene responses to different light environments to regulate root development and adaptation to drought eng |
| 题名主题： | 水稻 红光 蓝光 DRO1基因 生长素 根系 稻瘟病 学位论文 |
| 中图分类： | Q945.78-533 |
| 个人名称等同： | 赵建屏 著 |
| 个人名称次要： | 杜云龙 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240509 |