水稻苗期耐盐相关转录抑制子OsZIM8启动子克隆及活性分析

论文摘要

近年来由于气候变暖和不合理农业技术措施的影响,土壤盐渍化程度不断加剧,面积不断扩大,严重影响了我国农业生产的发展。盐碱地种稻是利用和改良盐碱土的有效措施之一,然而,水稻在幼苗和穗分化阶段对盐胁迫极为敏感,对盐渍土地区水稻生产的发展影响很大。因此研究水稻耐盐机理,提高水稻苗期耐盐性对于充分利用和改善盐碱土资源具有重要意义。课题组前期通过精细定位获得了 1个水稻苗期耐盐相关转录抑制子OsZIM8,本研究在此基础上克隆了该基因的启动子,对其进行生物信息学分析,启动子缺失片段瞬时表达活性分析,以及粳稻种质资源OsZIM8启动子序列比对和基因型分析,为该基因的功能鉴定奠定了基础,主要研究结果如下:1.根据栽培稻品种日本晴的基因组序列,预测OsZIM8启动子长度为2453bp。生物信息学分析结果表明,该启动子含有核心启动子元件TATA-box、CAAT-box和增强子,同时存在大量逆境相关元件和激素响应元件,主要包括光响应元件、ABA响应元件、旱胁迫响应元件、低温响应元件、病原体响应元件、元素响应元件、盐响应元件、MeJA响应元件、创伤响应元件和水杨酸响应元件等,推测OsZIM8启动子可能是1个诱导型启动子,响应于不同胁迫,调控OsZIM8基因的表达水平。2.以日本晴基因组DNA为模板,PCR克隆获得OsZIM8启动子全长（2453bp）及长度分别为353bp、853bp、1353bp的缺失片段。构建不同长度依次为353bp、853bp、1353bp和2453bp的OsZIM8启动子缺失片段与GUS报告基因的重组表达载体（依次命名为pBWA（V）HG-OsZIM8-1、pBWA（V）HG-OsZIM8-Ⅱ、pBWA（V）HG-OsZIM8-Ⅲ、pBWA（V）HG-OsZIM8-IV）。通过农杆菌介导转化水稻日本晴愈伤组织,对转基因愈伤组织在正常生长条件下和125mMNaCl胁迫处理下,分别通过染色检测GUS基因瞬时表达水平;结果表明正常生长条件下,不同OsZIM8启动子片段均存在一定活性,但其活性水平存在一定差异,其中长度为853bp的启动子片段表现出最强活性:不同长度OsZIM8启动子片段均能响应盐胁迫,其中,1353bp片段在盐胁迫下表达活性显著下降,OsZIM8全长启动子活性显著升高。说明353～853bp片段中可能存在增强元件,853～1353bp中可能存在与逆境相关的抑制元件,影响了 GUS基因的表达。3.评价了 90份粳稻种质资源的苗期耐盐性,通过测序比对发现不同粳稻种质资源的OsZIM8基因启动子之间存在5个差异位点,分别为SNP1、SNP2、Indel1、Indel2、Inde13,依据不同差异位点的基因型,将其分为6种类型,其中CC---（从左到右依次为SNP2、SNP1、Indel3、Inde12、Indel1）的苗期耐盐级别显著高于其它类型,是OsZIM8启动子序列中比较耐盐的类型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
•   1.1 土壤盐碱化与水稻生产
•   1.2 启动子研究进展
•     1.2.1 启动子结构特点及功能
•     1.2.2 植物启动子分类
•   1.3. 启动子研究方法
•     1.3.1 生物信息学预测分析法
•     1.3.2 启动子的克隆方法
•     1.3.3 启动子互作蛋白分析方法
•     1.3.4 启动子调控基因表达活性的分析方法
•   1.4 本研究目的与意义
• 第二章 OsZIM8启动子生物信息学分析
•   2.1 分析内容及方法
•     2.1.1 转录起始位点（TSS）预测
•     2.1.2 OsZIM8启动子顺式作用元件预测分析
•   2.2 结果与分析
•     2.2.1 转录起始位点预测和核心启动子元件分析
•     2.2.2 OsZIM8启动子顺式作用元件预测分析
•   2.3 讨论
• 第三章 OsZIM8启动子克隆及不同缺失启动子片段GUS染色分析
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 植物材料
•     3.1.2 试验仪器与耗材
•     3.1.3 菌株和质粒
•     3.1.4 酶及试剂
•     3.1.5 试剂配制
•     3.1.6 试验方法
•   3.2 结果与分析
•     3.2.1 OsZIM8启动子全长与不同长度缺失片段克隆及重组表达载体构建
•     3.2.2 转基因愈伤组织GUS组织化学染色
•   3.3 讨论
• 第四章 粳稻种质资源OsZIM8启动子序列比对分析
•   4.1 材料和方法
•     4.1.1 实验材料
•     4.1.2 试验仪器和耗材
•     4.1.3 酶及生化试剂
•     4.1.4 试验方法
•     4.1.5 数据统计分析
•   4.2 结果与分析
•     4.2.1 水稻苗期耐盐级别评价
•     4.2.2 粳稻种质资源OsZIM8启动子区序列比对
•     4.2.3. 差异位点分型分析
•   4.3 讨论
• 第五章 结论
•   5.1 OsZIM8启动子的生物信息学分析
•   5.2 OsZIM8启动子克隆及不同缺失片段瞬时表达活性分析
•   5.3 粳稻种质资源OsZIM8启动子序列比对和基因型分析
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吕建东

导师: 田蕾

关键词: 水稻,苗期耐盐,启动子,表达载体,缺失分析

来源: 宁夏大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,生物学,自然地理学和测绘学,农业基础科学,农艺学,农作物

单位: 宁夏大学

基金: 国家自然科学基金项目(31760374,31401361),宁夏农业育种专项(2013NYYZ0302)

分类号: Q943.2;S511;S156.4

DOI: 10.27257/d.cnki.gnxhc.2019.000714

总页数: 52

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