水稻osrhogdi2基因表达调控的研究

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1、单位代码10476学号1204180340分类号Q291沭南封範七f硕士学位论文水稻基因表达调控的研究学科、专业：生物学、细胞生物学研究方向：细胞信号转导及生理功能申请学位类别：理学硕士申请人：郝雨帆指导教师：梁卫红教授二〇一五年五月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人己经发表或撰写的研宄成果，也不包含为获得河南师范大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志

2、对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:部气_日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解河南师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）THEEXPRESSIONREGULATIONOFOSRHOGDI2GENEINRICEADisse

3、rtationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByHaoYuFanSupervisor:Prof.LiangWeihongMay,2015摘要水稻育性基因的挖掘是遗传育种工作者关注的重要问题之一。已有研究显示，水稻Rho基因OsRacD与水稻生殖发育有关。实验室前期，已对OsRacD及其相互作用蛋白

4、开展了系统的研究，证明了水稻RhoGDP解离抑制因子OsRhoGDI2是OsRacD的相互作用蛋白，并且二者的表达存在协同性，提示OsRhoGDI2和OsRacD可能在水稻生长发育过程中存在重要的功能联系。本研究以OsRhoGDI2基因启动子功能鉴定为切入点，旨在研究该基因的表达调控特征，确定影响该基因表达的激素和非生物胁迫因素，并对实验室前期获得的该基因的RNAi水稻T1代进行筛选，为深入研究该基因在水稻生长发育和育性控制中的功能奠定基础。采用qRT-PCR技术分析了IAA、6-BA、GA、Me

5、J-A、ABA、SA六种激素，以及干旱、高盐两种非生物胁迫对OsRhoGDI2基因在水稻幼苗期地上部分表达的影响。结果显示，水稻OsRhoGDI2基因在激素IAA、ABA、MeJ-A、6-BA、SA处理时，表达量都高于处理之前，分别在在24h、8h、4h、8h、4h表达量达到最大，上调了约5倍、9倍、7倍、5倍、9倍。而GA则抑制OsRhoGDI2基因的表达，在8h时降至处理前的30%。在干旱和高盐胁迫下，OsRhoGDI2的表达量也成倍的提升，分别在8h和12h时表达量达到最大，分别上调了约7倍

6、和18倍。上述结果说明IAA、6-BA、Me-JA、ABA、SA以及干旱、高盐可以诱导OsRhoGDI2基因的表达，但是GA抑制其表达。采用PCR技术克隆了该基因长度为2266bp的启动子，并采用生物信息学方法对OsRhoGDI2基因启动子进行了顺式作用元件的预测和分析。结果发现，除了真核基因基本的顺式作用元件外，其启动区上还分布着多个激素应答和逆境相关的顺式作用元件，包括ABA应答元件、GA应答元件、IAA应答元件、MeJ-A应答元件、植物光应答元件和伤应答元件等。这与上述qRT-PCR结果可以

7、部分相互印证。采用DNA重组技术，构建了OsRhoGDI2基因启动子与GUS融合的植物表达载体，转化水稻，筛选转基因植株。通过对转基因水稻进行激素和非生物胁迫I处理，利用qRT-PCR检测了GUS报告基因在水稻幼苗地上部分的表达模式。结果显示，GUS基因在ABA、MeJ-A、IAA的处理下，表达量都会上调，最大值分别出现在8h、4h、24h，且表达量分别上调了约6倍、8倍、16倍。在6-BA、和SA的处理下该基因表达变化不明显。而在GA的处理下出现了被抑制的现象，且在8h时抑制程度最大，与对照相比

8、，表达量不足20%。说明本研究选择的OsRhoGDI2基因启动子中包含了ABA、GA、MeJ-A、IAA、干旱和盐胁迫的应答元件，但可能没有包含应答6-BA、SA的关键元件。在水稻扬花期以后，对转基因水稻的根、茎、叶、花粉、颖壳、种子进行GUS组织化学染色分析，鉴定OsRhoGDI2基因表达的细胞学特征，结果显示，所有植株中的叶鞘、叶柄和花粉，呈现出较强的颜色反应，而在叶片、颖壳、颈节等处没有表达。通过徒手切片和显微观察进一步确定GUS表达产物在叶鞘和叶柄中的分布，发现主要位于表皮