水稻谷氧还蛋白基因OsGRX20的功能研究

摘要

当植物受到胁迫时，通常会产生大量活性氧，适量的活性氧利于植物正常的生命代谢活动，但当大量的活性氧积累时会对植物造成氧化胁迫，影响植物的生长发育。植物在长期的进化过程中形成了复杂的活性氧清除机制，而谷氧还蛋白(Glutaredoxins，GRXs)则是其中一类能清除活性氧的蛋白。谷氧还蛋白是一类谷胱甘肽依赖的氧化还原酶，参与了细胞中各类生命进程。近年来，在各类植物中已经研究和克隆了一些谷氧还蛋白基因。本实验室前期以抗病新种质SH5为材料，通过蛋白质双向电泳技术，鉴定出1个在接种白叶抗病菌48h后表达上调的OsGRX20蛋白，并克隆得到了OsGRX20基因的cDNA和DNA全长。本论文则进一步对OsGRX20基因的功能进行初步研究。结果如下:
　　1.OsGRX20基因的序列分析表明，OsGRX20蛋白的活性位点为CPFC，具有谷胱甘肽结合位点，属于典型的亚类Ⅰ(CPYC)型谷氧还蛋白;
　　2.对水稻品种SH5进行生物（白叶枯病菌侵染）和多种非生物胁迫（高盐、干旱、低温和氧化胁迫），这种在不同胁迫下进行OsGRX20基因的表达特征分析结果表明，多种胁迫能够诱导OsGRX20基因的表达;
　　3.实时荧光定量PCR分析表明，OsGRX20基因主要在水稻叶片中表达，在茎和根中不表达或者表达量很少。克隆该基因的启动子，并与GUS报告基因融合构建载体进行转基因，发现所检测的水稻各器官中，只有水稻叶片能够被染色;
　　4.构建OsGRX20基因超表达和干扰载体进行转基因，并对转基因株系进行各类胁迫处理。与野生型相比，超表达和干扰OsGRX20的水稻转基因株系接种Zhe173后病斑长度并无明显的变化。然而，在NaCl和甲基紫精处理下，干扰转基因株系的存活率明显比野生型的低。干旱处理转基因水稻后与野生型对比并无明显变化。不同浓度氯化钠处理对种子型萌发率研究表明，在盐胁迫处理3d后干扰株系SH5-5种子的萌发率要低于野生型SH5和转空载体株系，表明在一定盐浓度范围内，干扰OsGRX20基因的表达抑制了盐胁迫下水稻种子的萌发率。

目录

摘要

缩略词表

第一部分 文献综述

第一章 活性氧与植物胁迫

1 引言

2 植物细胞中ROS的产生机制

3 植物逆境胁迫中ROS相关研究

4 活性氧的清除机制

第二章 植物氧化还原系统

1 抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统

2 硫氧还蛋白系统

3 谷氧还蛋白系统

第三章 研究目的和意义

1 研究目的和意义

2 技术路线

第二部分 研究论文

第一章 OsGRX20基因的生物信息学分析

1 前言

2 实验方法

3 结果与分析

4．讨论

第二章 不同胁迫下OsGRX20基因的表达特征

1 前言

2 实验材料与试剂

3 实验方法

4 结果分析

5 讨论

第三章 OsGRX20表达载体的构建以水稻的遗传转化

1 前言

2 实验材料和试剂

3 实验方法

4 结果与分析

5 讨论

第四章 OsGRX20基因启动子的克隆分析及组织化学表达

1 前言

2 材料与试剂

3 实验方法

4 结果与分析

5 讨论

第五章 转基因水稻对生物和非生物胁迫的抗性

1 前言

2 实验材料和试剂

3 实验方法

4 实验结果

5 讨论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

声明