水稻转录因子pcf7的功能研究

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1、水稻转录因子PCF7的功能研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：朱姗姗指导教师：胡廷章教授专业：生物学学科门类：理学重庆大学生物工程学院二O一五年四月FunctionalAnalysisofaTranscriptionFactorPCF7inRice(OryzasativaL)AThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofScienceByZhuShanshaniSupervisedbyProf.HuTingzhangSpecia

2、lty:BiologyCollegeofBioengineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2015中文摘要摘要植物的形态建成主要通过调控器官的生长、分化，植物器官的大小和性状依赖于其持续增长的细胞的数量、大小和性状，也就是细胞分裂、增殖和分化的过程。产生一个植物的复杂结构与这些过程的调控是必不可少的。然而，细胞分裂、增殖和分化的主要调节者是转录因子，转录因子与DNA或启动子结合来启动该基因的表达，最终决定了细胞和完整的组织的特征，从而调控植物的发育过程。自1999年TCP基因家族作为新的转录因子家族出现之后，已经聚焦于

3、植物发育的细胞、器官、组织和激素水平的多方面研究，显示了TCPs在植物生长和发育的重要性。很多研究已经表明TCP转录因子家族是植物形态建成的主要调控者，通过多方面的路径调控植物细胞增殖和激素响应。TCP转录因子是一类较保守性的调控植物发育特异性转录因子，在营养和生殖阶段调控细胞分裂。TCP转录因子参与重要的植物形态建成的调控，包括细胞分裂、分生激活、生长协调、植物结构、器官边界、器官形态、花对称性、花粉发育、昼夜节律、叶形态发生和衰老。本论文以OsPCF7为候选基因，对该基因的表达量进行研究分析，构建了一些表达载体并转化水稻以实现对OsPCF7基因的功能验证。以下是论文的主要结论

4、：①OsPCF7基因的生物信息学分析、克隆与表达模式1)提取了水稻4个生育时期各组织的mRNA，并反转录成cDNA，以一个cDNA为模板，克隆了OsPCF7基因，利用荧光实时定量RT-PCR（real-timequantitativeRT-PCR）。以水稻野生型（中花11号）为研究对象，对OsPCF7基因在不同组织器官进行相对定量分析。研究结果表明：OsPCF7主要在水稻分蘖期的根、叶和茎中表达量最高，灌浆期表达量也较高，在幼苗期和饱满期的表达量是差不多的。2)生物学特性分析结果表明，OsPCF7基因全长813bp，共编码270个氨基酸，主要由无规则卷曲和α-螺旋构成。亲疏水性显

5、示，OsPCF7是一种亲水性蛋白，磷酸化分析，OsPCF7蛋白有3个Tyr磷酸化位点、4个Thr磷酸化位点和5个Ser磷酸化位点，这些修饰可能OsPCF7蛋白功能的实现起重要作用。氨基酸序列同源性比对和系统进化分析结果表明，OsPCF7基因在结构上是相对保守的，在N端有碱性-螺旋-环-螺旋结构。OsPCF7与玉米的TB1、拟南芥的AtTCP3和AtTCP4基因亲缘关系最近。②OsPCF7基因表达的蛋白的亚细胞定位研究构建了35S::OsPCF7-GFP融合表达载体，进行该基因的亚细胞定位分析。洋葱I重庆大学硕士学位论文表皮细胞瞬时表达系统的研究结果表明，OsPCF7基因所表达的蛋

6、白定位于细胞核。③OsPCF7上调表达对水稻植株形态的影响构建了35S::OsPCF7载体，通过农杆菌介导遗传转化水稻，获得了35S::OsPCF7转基因植株。通过对35S::OsPCF7转基因植株T1代研究表明：与野生型植株相比，转基因植株表达高很多，植株高度也较高，根系发育也很好，根的长度也较长，数目也很多。生长在稻田里的苗子40天左右，转基因株系的分蘖数明显对于野生型，转基因株系的分蘖数平均为5-8个，而野生型的平均为2-3个，且植株的高度也略高于野生型，转基因植株平均高度为49-60厘米，野生型的平均高度为40厘米。④OsPCF7基因对下游基因的影响检测了OsPCF7下游

7、基因的表达量，其中叶片顶尖分生组织相关的基因STM,KNAT2和KNAT6较野生型表达量增加，LOX2，AS1和IAA3较野生型表达量增加，说明OsPCF7基因对下游基因可能有一定的调控作用。⑤构建了pCAMBIA1301-OsPCF7Ri干扰载体，通过农杆菌介导遗传转化水稻愈伤组织，目前愈伤正处于筛选阶段。关键词：水稻，转录因子，TCP，功能研究，遗传转化II英文摘要ABSTRACTPlantmorphogenesisismainlydeterminedbyregulating