检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王磊华中农业大学

学位级别：博士

植物的生长发育过程受到基因表达方式的严格调控。剖析基因表达模式,不仅可以解释植物生长发育的机制,而且可以用于指导农作物的遗传改良。水稻作为世界上最主要的粮食作物之一,同时也是单子叶植物研究的模式物种,对其进行基因转录组的... 详细信息

植物的生长发育过程受到基因表达方式的严格调控。剖析基因表达模式,不仅可以解释植物生长发育的机制,而且可以用于指导农作物的遗传改良。水稻作为世界上最主要的粮食作物之一,同时也是单子叶植物研究的模式物种,对其进行基因转录组的研究,既有利于理解植物发育的调控机制,也可以为其它多种作物的研究提供帮助。植物株型很大程度上由侧生分枝的发育决定的。水稻中侧生分枝包含营养生长时期的分蘖和生殖生长时期的穗分枝,这两种分枝深刻的影响水稻的产量,因此是水稻遗传改良的重要目标性状。本研究通过构建覆盖39个器官的转录组,建立了覆盖水稻全生育期的表达谱,并且和拟南芥的转录组进行了比较研究,发现了大量的与穗分枝发育有关的基因。通过对这些基因的功能研究,发现了一个主要由小RNA和转录因子组成的基因调控网络协同调控了水稻侧生分枝的发育。本论文的主要结果如下:1.利用Affymetrix Gene Chip Rice Genome Array对两个籼稻品种珍汕97和明恢63进行转录组分析,构建了覆盖全生育39个组织的基因表达谱,并且通过多种方式验证了数据的质量。这些数据建立了一个新的水稻功能基因组研究的平台。2.通过表达谱分析了各个组织在发育上的关系,发现基因表达模式和器官发育的同源性之间有很好的对应关系。雄蕊跟别的器官具有截然不同的基因表达模式,而愈伤和根细胞之间具有发育上的相关性。3.通过比较处于连续4个发育阶段的幼穗的转录组,发现了2667个基因存在差异表达。同时发现有两组基因从幼穗发育早期到后期,表现出相反的表达模式。第一组基因从早期到后期幼穗中,逐渐下调表达,其中包含了多个已经克隆的控制穗型态发育的基因,暗示这组基因可能与穗部枝梗发育有关。3个受到mi R156调控的SPL基因也出现在第一组基因中。而第二组基因则从早期到后期的幼穗中逐渐上调表达,其中包含有多个与花器官发育有关的MADS基因。对两组基因进行GO分析发现转录因子都被富集了,说明转录水平的调节在穗型态发育过程中有着重要的作用。4.分别鉴定到2376个组织特异表达和7276个组成型表达基因,并且发现19个不受遗传背景、生长环境、外界刺激等影响的最稳定表达的基因。5.通过表达谱的相似性,建立了水稻和拟南芥器官之间发育的对应关系,并且发现11对双向最匹配的器官。在这些器官中,两个物种的直系同源基因表达丰度是保守的,但是超过一半的基因发生了表达模式的分化,说明很多直系同源基因在两个物种中可能发生了功能分化。6.比较了水稻和拟南芥组织特异表达基因和组成型表达基因,发现具有组织特异表达特点的基因往往也是物种特异的,而组成型表达基因则有大量的保守基因,并且组织表达特异的直系同源基因具有更快的进化速度。7.超量表达mi R156导致分蘖极大增多,但是穗部分枝被严重抑制;而抑制mi R156则得到了和超量表达相反的表型,说明mi R156正调控分蘖发育,但是负调控花序分生组织活性。因为被mi R156调控的SPL7,SPL14和SPL17都从幼穗发育的早期到后期逐渐下调表达,因此推测这三个SPL基因可能调控了水稻的侧枝发育。8.水稻中mi R529与mi R156共同调控SPL基因,超量表达mi R529得到了和超量表达mi R156相似的表型。***7单突变不影响水稻的株型;而抑制SPL14或者SPL17则可以得到和超量表达mi R156或者mi R529类似的表型,分蘖增加,穗部枝梗减少,说明SPL基因抑制分蘖发育,但是促进花序分生组织活性。SPL14和SPL17双RNAi的材料增强了表型变化,说明SPL基因可能是冗余控制水稻发育的。超量表达SPL7,SPL14和SPL17都导致分蘖的减少,但是穗部枝梗也减少,特别是每个一次枝梗上分化的二次枝梗数量,表明SPL还促进小穗分生组织的分化。超量表达SPL基因可以部分恢复mi R156超量表达的表型。10.超量表达mi R172不影响分蘖发育,但是导致穗部一次枝梗减少,并且每个一次枝梗上分化的二次枝梗也减少;而抑制mi R172的表达也不影响分蘖发育,但是导致一次和二次枝梗都增加,说明mi R172负调控花序分生组织活性,但是促进小穗分生组织的分化。抑制mi R172的靶基因AP2类的SNB和Os TOE1得到了类似mi R172的表型变化;而超量表达SNB和Os TOE1则和抑制mi R172的表型类似,说明mi R172对穗型的调控作用是通过靶基因实现的。11.植物体内实验证明AP2类基因编码转录抑制子,并且包含有转录抑制模体EAR结构。体内体外实验证明AP2类蛋白质可以和转录共抑制子ASP1互作,并且分别是AP2的EAR结构和ASP1的CTLH结构域介导了这种互作。遗传分析结果证明了ASP1对AP2类基因调控穗分枝发育是必需的。12.基因表达分析表明m

关键词：基因表达谱 miR156 miR172 SPL AP2 侧生分枝

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宽叶兔儿风花序侧生分枝的变异式样以及分枝兔儿风的分类地位问题

引用

植物分类学报 2007年第1期45卷 75-81页

作者：高天刚系统与进化植物学国家重点实验室中国科学院植物研究所北京100093

宽叶兔儿风Ainsliaealatifolia花序主轴上的侧生分枝通常被描述为由单个或2–4个头状花序聚集而组成的簇生花序。作者在野外和标本馆中仔细研究了该种居群内侧生分枝花序形态的变异,依据其简化和集中的程度在居群内区分出3种花序类型:... 详细信息

宽叶兔儿风Ainsliaealatifolia花序主轴上的侧生分枝通常被描述为由单个或2–4个头状花序聚集而组成的簇生花序。作者在野外和标本馆中仔细研究了该种居群内侧生分枝花序形态的变异,依据其简化和集中的程度在居群内区分出3种花序类型:简单的复合聚伞花序、复杂的复合聚伞花序以及两者之间的过渡类型,具有后面两种类型的个体在居群内少见。这一发现不仅为探讨兔儿风属内各种花序的演化提供了新的线索,而且为理清宽叶兔儿风这一地理广布种的分类学问题提供了新的视野。居群内有些侧生分枝为复杂的复合聚伞花序类型的个体整个花序的主轴折断了,这是由于整个主轴顶端部分被昆虫蛀食或者其他外力造成的。值得注意的是分枝兔儿风***的主模式就属于这种情况。分枝兔儿风和宽叶兔儿风原变种之间在分布区、生境以及物候上并没有明显的分化,因此分枝兔儿风被处理成宽叶兔儿风的异名。

关键词：形态学侧生分枝分枝兔儿风分类学新异名

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