水稻矮化多分蘖突变体的表型分析与基因克隆

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1、分类号S511单位代码10447密级无研究生学号1210150502硕士学位论文论文题目水稻矮化多分蘖突变体的表型分析与基因克隆研究生姓名谢婷婷专业名称生物化学与分子生物学指导教师姓名张文会/周国利/李学勇学院生命科学学院论文提交日期2015年4月原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在

2、文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。学位论文作者签名：日期学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解聊城大学有关保留、使用学位论文的规定，即：聊城大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权聊城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、缩印或其它手段保存、汇编学位论文。学位论文作者签名：日期导师签名：日期聊城大学硕士学位论文摘要分蘖是影响水稻产量的一个至关重要的因素。本文以水稻矮化多分蘖突变体s2-69为研究材料，通过突

3、变体表型统计分析、突变基因ZEBRA2的图位克隆、ZEBRA2表达模式分析、蛋白的亚细胞定位、ZEBRA2的功能分析等，阐明了ZEBRA2通过影响SLs的合成从而影响分蘖的机制。结果如下：（1）突变体s2-69呈现出矮化多分蘖和斑马叶（叶片呈现绿色和黄色的横向交替）的表型；（2）通过利用突变体与籼稻Dular杂交构建的F2代群体中的突变体表型的个体作为定位群体进行基因定位，发现突变基因为ZEBRA2(LOC_Os11g36440)，而ZEBRA2编码的CRTISO，是类胡萝卜素生物合成途径中将cis-番茄红

4、素异构成tran-番茄红素的一个关键酶；本突变体的突变位点发生在第一个外显子（exon）上，cDNA的第229位上的碱基由A替换了原来的G，导致第77位的甘氨酸(glycine)突变为精氨酸(arginine)，另外发现3个s2-69的等位突变体，分别为命名为s1-115,s1-62和s1-167A。（3）通过实时荧光定量PCR和proZEBRA2驱动GUS表达的转基因植株的GUS染色检测到ZEBRA2主要是在叶肉细胞里表达；（4）用水稻原生质体瞬时表达系统对蛋白ZEBRA进行亚细胞定位，结果显示ZEBRA

5、蛋白定位在叶绿体内；（5）通过对野生型与突变体幼苗施加外源的SLs类似物GR24，显示s2-69为独脚金内酯敏感型突变体。双突变体s2-69d10矮化多分蘖的表型更接近于d10，进一步对野生型及突变体SLs含量测定显示突变体SLs含量下降。综上所述，突变体s2-69的SLs的生物合成途径受损；（6）利用高效液相色谱法（HPLC）测定野生型与突变体的类胡萝卜素各组分的含量，发现突变体内类胡萝卜素各组分的含量均发生变化，说明突变体s2-69由于基因ZEBRA2的突变造成类胡萝卜素生物合成途径受阻。突变体的β-胡

6、萝卜素含量降低，因β-胡萝卜素是SLs合成的前体物质，说明ZEBRA2参与影响SLs的合成。s2-69表现出斑马叶表型，并且叶黄素含量降低，而叶黄素参与过剩光能的热耗散，对于三线态叶绿素分子的光漂白效率是十分重要的，说明ZEBRA2还可能参与了水稻的光保护。i聊城大学硕士学位论文关键词：水稻；独脚金内酯；类胡萝卜素异构酶ii聊城大学硕士学位论文ABSTRACTRiceisoneofthemostimportantgraincropsintheworld,andthenitisanimportantgoalt

7、obreedhighyieldingricevarieties.Theshootbranchingisankeyfactorondetermininggrainyieldofrice.Strigolactones(SLs)isagroupofnovelplanthormones,playinganimportantroleincontrollingtheshootbranchingofplant.Inthisstudy,mutants2-69asmaterialwasstudiedinfollowingas

8、pects:analyzationofmutantphenotype,determinationofmutationgeneZEBRA2bythewayofmap-basedcloning,analyzationofgeneexpressionpattern,subcellularLocalizationanalysisoftheZEBRAproteinandhowZEBRA2effecttheSLsbiosyn