水稻短根突变体ksr1的基因克隆与功能研究
结题报告
批准号:
31071388
项目类别:
面上项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
朱世华
依托单位:
学科分类:
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
於宏、潘志崇、陈庆、叶放
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中文摘要
水稻根系的长度与产量密切相关,但对于水稻根系的分子生物学研究显得相对薄弱。本项目通过筛选水稻Kasalath的EMS突变体库得到一个短根突变体ksr1,地上部性状与野生野型没有差异,在高温培养条件下,根系伸长受到更严重的抑制呈更短表型,系单基因隐性遗传,所以是一个很好的研究根系伸长的模型。目前通过基因定位已图位克隆到决定短根性状的KSR1基因,将通过RNAi、正常和增强表达来验证基因的功能;通过不同温度处理下的根尖组织切片和一系列生理生化实验明确KSR1基因的功能;通过启动子接GUS和GFP融合蛋白转基因明确基因时空表达方式和亚细胞定位;结合基因芯片和RT-PCR分析上下游基因调控关系。从而达到阐明KSR1基因如何参与或调控水稻根系伸长的分子机制,及温度如何调控根系伸长的目的,为水稻根系育种提供潜在的基因材料。
英文摘要
1、完成了水稻短根突变体ksr1-1的遗传分析、基因定位与克隆,并同时克隆了3个等位基因(ksr1-2、ksr1-3和Osssr-1),转基因回复实验进一步验证了短根表型是由于该基因突变造成的。该基因编码一个β-1,4-葡聚糖内切酶,按CAZY命名为OsGLU3。.2、通过组织切片发现突变体ksr1-1和Osssr1-1短根表型是伸长区细胞的伸长受到抑制所致。.3、完成了突变体对温度敏感、激素响应和营养元素胁迫的生理实验。突变体ksr1-1和Osssr1-1在高温培养条件下根严重缩短,系高温敏感; ABA能在一定程度上促进突变体ksr1-1的根系伸长,但对IAA、NAA、GA和6-BA等激素不敏感;在-P条件下,短根突变体的根系伸长近2倍,但对缺氮不敏感,切片发现-P条件下突变体根系伸长是由于伸长区细胞伸长所导致。.4、完成了基因时空表达的研究。通过OsGLU3基因启动子接GUS的转基因实验发现该基因在根的伸长区和成熟区、侧根根尖、不定根原基表达强烈,在颖壳的颖毛上也有表达;通过OsGLU3基因启动子融合GFP的转基因实验发现OsGLU3定位在分生区及伸长区分布于细胞质内小体及质膜上分布,在成熟区定位于质膜上;用分生区报告基因(CYCB1,1:GUS)进行转基因实验,发现CYCB1,在突变体中的表达区域缩小,说明OsGLU3参与了根分生区的调控。.5、证明了OsGLU3参与根细胞壁纤维素合成。外源施加葡萄糖和纤维二糖突变体短根表型可以完全回复,发现突变体根内的葡萄糖含量与野生型没有明显差异,但根细胞壁中纤维素含量明显低于野生型,而地上部中没有降低,说明OsGLU3在水稻根系纤维素合成中起着重要作用。. 因此推测:OsGLU3通过参与根细胞壁纤维素合成,影响根细胞的分裂及细胞的伸长,从而调控根系的发育。.6、研究成果.(1) 在《Molecular Plant》、《植物学报》、《中国水稻科学》、《作物学报》、《中国农业科学》等刊物上发表研究论文7篇(标注基金号)。(2) 获国家发明专利授权1项:“水稻根系伸长相关蛋白及其编码基因与应用”(专利号ZL201110054626.7),申请并被受理专利一项:水稻侧根发生控制基因OsHK1及编码的蛋白质 申请号:201310372601.0。(3) 培养硕士研究生4名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2012
期刊:作物学报
影响因子:--
作者:丁沃娜;黄炜;宁永强;朱世华;DING Wo-Na;HUANG Wei;NING Yong-Qiang;ZHU Shi-Hua
通讯作者:ZHU Shi-Hua
DOI:--
发表时间:2011
期刊:植物学报
影响因子:--
作者:丁沃娜;童艳丽;宁永强;朱世华;Wona Ding;Yanli Tong;Yongqiang Ning;Shihua Zhu
通讯作者:Shihua Zhu
DOI:10.1093/mp/ssr084
发表时间:2012
期刊:Molecular plant
影响因子:27.5
作者:Jinwei Zhang;Lei Xu;Yunrong Wu;Xinai Chen;Yu Liu;Shihua Zhu;W. Ding;Ping Wu;K. Yi
通讯作者:Jinwei Zhang;Lei Xu;Yunrong Wu;Xinai Chen;Yu Liu;Shihua Zhu;W. Ding;Ping Wu;K. Yi
DOI:--
发表时间:2010
期刊:中国水稻科学
影响因子:--
作者:宁永强;丁沃娜;朱世华;余红卫;於宏;陆开形
通讯作者:陆开形
DOI:--
发表时间:2012
期刊:中国水稻科学
影响因子:--
作者:ZHU Shi-hua;吴晶;罗丽丽;钱周婷;朱世华;DING Wo-na;WU Jing;LUO Li-li;QIAN Zhou-ting
通讯作者:QIAN Zhou-ting
2个与单产相关的水稻短根突变体的基因克隆与功能研究
  • 批准号:
    31371595
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    朱世华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金