辛伟杰硕士论文2

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1、分类号S188学号2005103098硕士学位论文通过RNAi研究水稻磷转运蛋白基因生理功能指导教师徐国华教授胡江讲师专业名称植物营养研究方向植物营养分子生物学答辩日期二○○八年六月辛伟杰FunctionalAnalysisofRicePhosphateTransporterGenesthroughRNAInterferenceByXinWeiJieAThesisSubmittedtoNanjingAgriculturalUniversityForMasterdegreeofAgricultureSupervisedbyProfessorGuoh

2、uaXuandLecturerJiangHuCompletedinJune，2008原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（需亲笔）签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被

3、查阅和借阅。本人授权南京农业大学可以将本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和汇编学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者（需亲笔）签名：年月日导师（需亲笔）签名：年月日目录摘要I关键词IIABSTRACTIIIKeyworksIV第一部分文献综述11水稻基因组学研究趋势12RNAi技术概述22.1RNAi技术的发现及其原理介绍22.2RNAi的技术特点32.3RNAi在植物基因功能研究中的应用42.4RNAi技术应用的问题与展望63

4、植物磷转运蛋白基因表达调控和功能研究现状63.1植物适应土壤磷缺乏的适应机制63.2植物磷酸盐转运蛋白的研究现状73.3水稻磷转运蛋白研究现状8第二部分研究思路与材料方法91研究思路91.1实验流程设计101.2主要研究内容102材料与方法112.1载体构建112.2农杆菌介导转基因182.3基因生理功能分析22第三部分结果与分析311沉默效果检测与沉默株系选择312基因表达情况与同位素示踪结果322.1目标基因RT-PCR与同位素示踪结果322.2Pht1家族基因的表达情况分析333植株干重及植株总吸磷量分析38III3.1植株干重383.2植

5、株总吸磷量394根系形态分析404.1根系总长度404.2根系表面积414.3根系体积424.4根尖数435种子发芽情况分析43第四部分讨论461目标基因的RNAi效果462Pht1家族其他基因成员表达变化463沉默突变体表型分析以及OsPT2和OsPT6的生理功能47第五部分全文结论49参考文献50在读硕士期间发表的论文58致谢59III摘要通过RNAi研究水稻磷转运蛋白基因生理功能摘要作为单子叶模式植物的水稻基因组测序工作已经完成，水稻功能基因组学已成为水稻科研工作的重心。磷酸盐转运蛋白基因在缺磷条件下的强烈表达是水稻适应低磷胁迫的重要机制之

6、一。与磷胁迫相关的磷酸盐转运蛋白基因的生理功能研究，可从分子水平上解释水稻适应低磷胁迫的遗传本质，为水稻对磷营养吸收转运规律的发现、磷肥的科学施用以及水稻产量的维持和提高等提供理论依据。本实验以粳稻日本晴品种为实验材料，通过RNAi分别创造水稻Pht1家族成员中两个缺磷强烈增强表达的基因，OsPT2和OsPT6的沉默突变体，并以沉默效果显著的转基因株系为供试对象进行目标基因的生理功能分析。测定了磷胁迫条件下目标基因的沉默情况，同位素32P示踪吸收情况，Pht1家族大部分基因成员的表达情况，植株干重，植株总磷吸收量，根系形态，种子发芽率等指标，以研

7、究OsPT2和OsPT6基因在水稻磷营养吸收和转运方面的功能。所获得的主要结果如下：以pTCK303为原初载体构建RNAi表达载体的水稻转基因可以导致转基因株系目标基因OsPT2和OsPT6的不完全沉默。不同株系基因沉默程度不一，在缺磷处理条件下，被选作研究材料的两个OsPT2沉默株系r2-1和r2-2，地下部目标基因的沉默程度分别为78.2%和25.7%；地上部目标基因的沉默程度分别41.2%和22.7%。三个OsPT6沉默株系r6-1、r6-2和r6-3，地下部目标基因的沉默程度分别为85.3%、77.5%和45.5%；地上部目标基因的沉默程

8、度分别73.9%、70.1%和71.4%。OsPT2或OsPT6基因的沉默同时影响了同家族其他基因的表达。在缺磷处理条件下，OsPT2的