microRNA調(diào)控水稻耐冷性的分子機(jī)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(jī)制及轉(zhuǎn)基因育種研究現(xiàn)狀 1
1.1.1 低溫冷害對(duì)水稻生產(chǎn)的影響 1
1.1.2 植物冷脅迫應(yīng)答機(jī)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(jìn)展 8
1.2.1 miRNA的生物發(fā)生機(jī)制 8
1.2.2 miRNA的作用機(jī)制 11
1.2.3 miRNA參與植物非生物脅迫應(yīng)答的研究進(jìn)展 14
1.2.4 miRNA調(diào)控植物冷脅迫應(yīng)答的研究進(jìn)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(shí)驗(yàn)材料 18
2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 21
2.3 結(jié)果與分析 24
2.3.1 miR1320表達(dá)受冷脅迫抑制 24
2.3.2 miR1320正向調(diào)控水稻對(duì)冷脅迫的耐性 25
2.3.3 miR1320靶基因篩選及驗(yàn)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(dá)的作用機(jī)制探討 47
2.4.3 miR1320調(diào)控的水稻冷脅迫應(yīng)答信號(hào)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(hào)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(shí)驗(yàn)材料 53
3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 54
3.3 結(jié)果與分析 61
3.3.1 OsERF096負(fù)調(diào)水稻對(duì)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(hào)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(jī)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(jī)制的探討 111
3.4.5 OsERF096抑制JA調(diào)控的冷脅迫信號(hào)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(jìn)展 119
4.2 材料與方法 123
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 123
4.2.2 實(shí)驗(yàn)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(duì)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(dá)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(hào)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(jī)制 171
4.4.3 OsPHD17通過JA介導(dǎo)的信號(hào)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(jìn)展 177
5.2 材料與方法 179
5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 179
5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 180
5.3 結(jié)果與分析 183
5.3.1 水稻miR156k的過表達(dá) 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(jī)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(píng)價(jià) 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(jī)制的探討 198
5.4.2 miR1435功能及作用機(jī)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(jìn)展 201
6.2 材料與方法 203
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 203
6.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 204
6.3 結(jié)果與分析 207
6.3.1 陸生植物miR535進(jìn)化分析 207
6.3.2 OsmiR535組織表達(dá)特性分析 210
6.3.3 OsmiR535過表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻的構(gòu)建 211
6.3.4 OsmiR535過表達(dá)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(dá) 216
6.3.6 OsmiR535冷脅迫下的表達(dá)特性分析 218
6.3.7 OsmiR535過表達(dá)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(dá) 221
6.4 討論 223
6.4.1 miR535調(diào)控水稻發(fā)育機(jī)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(jìn)展 227
7.1.2 植物miRNA逆境脅迫分子機(jī)制研究進(jìn)展 233
7.1.3 miR408的研究進(jìn)展 234
7.2 材料與方法 236
7.2.1 實(shí)驗(yàn)材料 236
7.2.2 實(shí)驗(yàn)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(dá)模式分析 238
7.3.2 OsmiR408過表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻的獲得 239
7.3.3 OsmiR408過表達(dá)提高水稻耐冷性 240
7.3.4 OsmiR408過表達(dá)降低了水稻耐旱性 242
7.3.5 OsmiR408靶基因預(yù)測及表達(dá)分析 243
7.4 討論 249
7.4.1 miR408的表達(dá)模式 249
7.4.2 miR408耐逆的機(jī)制探討 250
7.5 結(jié)論 252
第8章 展望 253
參考文獻(xiàn) 257
附錄A 281
編后記 300