microRNA調(diào)控水稻耐冷性的分子機制初探

目錄
“博士后文庫”序言
前言
第1章 概述 1
1.1 水稻冷脅迫應(yīng)答機制及轉(zhuǎn)基因育種研究現(xiàn)狀 1
1.1.1 低溫冷害對水稻生產(chǎn)的影響 1
1.1.2 植物冷脅迫應(yīng)答機制研究現(xiàn)狀 2
1.1.3 水稻耐冷轉(zhuǎn)基因育種研究 7
1.2 miRNA在植物非生物脅迫應(yīng)答中的研究進展 8
1.2.1 miRNA的生物發(fā)生機制 8
1.2.2 miRNA的作用機制 11
1.2.3 miRNA參與植物非生物脅迫應(yīng)答的研究進展 14
1.2.4 miRNA調(diào)控植物冷脅迫應(yīng)答的研究進展 15
第2章 miR1320調(diào)控水稻耐冷性 17
2.1 水稻特異的miRNA——miR1320的來源 17
2.2 材料與方法 18
2.2.1 實驗材料 18
2.2.2 實驗方法 21
2.3 結(jié)果與分析 24
2.3.1 miR1320表達受冷脅迫抑制 24
2.3.2 miR1320正向調(diào)控水稻對冷脅迫的耐性 25
2.3.3 miR1320靶基因篩選及驗證 32
2.4 討論 45
2.4.1 miR1320在水稻冷脅迫應(yīng)答中的作用 46
2.4.2 miR1320調(diào)控靶基因表達的作用機制探討 47
2.4.3 miR1320調(diào)控的水稻冷脅迫應(yīng)答信號通路 48
2.5 結(jié)論 49
第3章 miR1320-OsERF096調(diào)控水稻耐冷性 50
3.1 研究背景 50
3.1.1 AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子參與的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 50
3.1.2 AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子植物逆境脅迫應(yīng)答研究. 52
3.2 材料與方法 53
3.2.1 實驗材料 53
3.2.2 實驗方法 54
3.3 結(jié)果與分析 61
3.3.1 OsERF096負(fù)調(diào)水稻對冷脅迫的耐受性 61
3.3.2 OsERF096蛋白轉(zhuǎn)錄因子特性分析 70
3.3.3 OsERF096轉(zhuǎn)基因水稻冷脅迫RNA-seq分析 80
3.3.4 OsERF096調(diào)控冷脅迫下ROS平衡、糖代謝和激素合成 86
3.3.5 OsERF096依賴JA調(diào)控的冷脅迫信號通路 103
3.4 討論 109
3.4.1 OsERF096基因在水稻冷脅迫應(yīng)答中的作用 109
3.4.2 膜結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子OsERF096調(diào)控水稻耐冷性的分子機制探討 109
3.4.3 OsERF096蛋白定位與結(jié)合元件的探討 110
3.4.4 miR1320-OsERF096調(diào)控水稻耐冷機制的探討 111
3.4.5 OsERF096抑制JA調(diào)控的冷脅迫信號通路的探討 112
3.5 結(jié)論 113
第4章 miR1320-OsPHD17調(diào)控水稻耐冷性 115
4.1 研究背景 115
4.1.1 PHD家族轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)及功能研究現(xiàn)狀 115
4.1.2 茉莉酸調(diào)控植物冷脅迫應(yīng)答研究進展 119
4.2 材料與方法 123
4.2.1 實驗材料 123
4.2.2 實驗方法 124
4.3 結(jié)果與分析 128
4.3.1 OsPHD17轉(zhuǎn)錄因子特性研究 128
4.3.2 OsPHD17負(fù)調(diào)水稻對冷脅迫的耐受性 131
4.3.3 OsPHD17轉(zhuǎn)基因水稻冷脅迫轉(zhuǎn)錄組測序及差異表達基因分析 143
4.3.4 miR1320-OsPHD1 調(diào)控冷脅迫下水稻體內(nèi)ROS平衡 147
4.3.5 OsPHD17調(diào)控冷脅迫下水稻黃酮、木質(zhì)素合成及糖代謝途徑 154
4.3.6 OsPHD17通過JA介導(dǎo)的信號途徑調(diào)控水稻耐冷性 160
4.4 討論 171
4.4.1 OsPHD17基因在水稻冷脅迫應(yīng)答中的作用 171
4.4.2 OsPHD17參與植物冷脅迫應(yīng)答的分子機制 171
4.4.3 OsPHD17通過JA介導(dǎo)的信號途徑調(diào)控水稻耐冷性 173
4.5 結(jié)論 174
第5章 水稻miR156k和miR1435耐冷功能分析 175
5.1 研究背景 175
5.1.1 研究的目的與意義 175
5.1.2 miR156和miR1435的研究進展 177
5.2 材料與方法 179
5.2.1 實驗材料 179
5.2.2 實驗方法 180
5.3 結(jié)果與分析 183
5.3.1 水稻miR156k的過表達 183
5.3.2 水稻miR156k耐冷功能分析 185
5.3.3 水稻miR156k耐冷分子機制研究 187
5.3.4 miR1435轉(zhuǎn)基因水稻的獲得 190
5.3.5 miR1435轉(zhuǎn)基因植株農(nóng)藝性狀調(diào)查與耐冷性評價 192
5.3.6 miR1435靶基因預(yù)測與分析 195
5.4 討論 198
5.4.1 miR156k 在冷脅迫應(yīng)答反應(yīng)過程中作用機制的探討 198
5.4.2 miR1435功能及作用機制的探討 198
5.5 結(jié)論 199
第6章 miR535調(diào)控水稻發(fā)育及耐冷性 201
6.1 miR535的研究進展 201
6.2 材料與方法 203
6.2.1 實驗材料 203
6.2.2 實驗方法 204
6.3 結(jié)果與分析 207
6.3.1 陸生植物miR535進化分析 207
6.3.2 OsmiR535組織表達特性分析 210
6.3.3 OsmiR535過表達轉(zhuǎn)基因水稻的構(gòu)建 211
6.3.4 OsmiR535過表達影響水稻發(fā)育 212
6.3.5 OsmiR535影響水稻OsSPLs 和穗發(fā)育相關(guān)基因表達 216
6.3.6 OsmiR535冷脅迫下的表達特性分析 218
6.3.7 OsmiR535過表達降低了水稻冷脅迫耐受性 218
6.3.8 OsmiR535通過ROS途徑和滲透調(diào)節(jié)水稻性 220
6.3.9 OsmiR535調(diào)控CBF依賴的基因和OsSPLs 基因表達 221
6.4 討論 223
6.4.1 miR535調(diào)控水稻發(fā)育機制探討 223
6.4.2 miR535調(diào)控水稻非生物脅迫應(yīng)答 225
6.5 結(jié)論 226
第7章 miR408調(diào)控水稻低溫和干旱脅迫應(yīng)答 227
7.1 研究背景 227
7.1.1 miRNA在調(diào)控植物非生物脅迫應(yīng)答的研究進展 227
7.1.2 植物miRNA逆境脅迫分子機制研究進展 233
7.1.3 miR408的研究進展 234
7.2 材料與方法 236
7.2.1 實驗材料 236
7.2.2 實驗方法 237
7.3 結(jié)果與分析 238
7.3.1 OsmiR408冷脅迫和干旱脅迫下表達模式分析 238
7.3.2 OsmiR408過表達轉(zhuǎn)基因水稻的獲得 239
7.3.3 OsmiR408過表達提高水稻耐冷性 240
7.3.4 OsmiR408過表達降低了水稻耐旱性 242
7.3.5 OsmiR408靶基因預(yù)測及表達分析 243
7.4 討論 249
7.4.1 miR408的表達模式 249
7.4.2 miR408耐逆的機制探討 250
7.5 結(jié)論 252
第8章 展望 253
參考文獻 257
附錄A 281
編后記 300