水稻光合同化产物合成和分配的分子调控

摘要

FNR是生物体内非常重要的酶之一,其同工酶参与了光合电子传递、CO<,2>的固定、N的同化、抗氧化胁迫等生化、生理过程.植物体内,过表达FNR可能有利于C、N的固定,从而可以提高转基因植物的产量.另一方面,高等植物中,细胞质中蔗糖合成的主要限速步骤之一是果糖-1,6-二磷酸(FBP)向果糖6-磷酸(F6P)之间的转化反应.异源特异性表达焦磷酸化酶(PPase)不断的去除细胞质中的焦磷酸(PPi)将会刺激细胞质中反应向蔗糖合成的方向进行,从而促进光合作用.该论文利用水稻日本晴品系中克隆了根型铁氧还蛋白还原酶基因(OsR-FNR),并构建了OsR-FNR的过表达载体.连同IPK实验室提供的叶型FNR用农杆菌侵染法转化水稻,对获得叶型FNR转基因植株进行了光合作用的测定.另外对FBP-PPase和rbcS-PPase的T4转基因株系的光合作用及相关农艺性状作了详细的分析.获得如下主要结果:1.利用RT-PCR对水稻OsR-FNR基因在盐胁迫下的表达模式鉴定表明,OsR-FNR在盐胁迫条件下,表达受到显著的诱导.2.分离OsR-FNR基因和OsR-FNR-pro启动子,构建了p2300:OsR-FNR植物过表达载体及p1391Z:OsR-FNR-pro启动子双元载体.3.农杆菌介导法转化水稻,经PCR检测,获得OsR-FNR、叶型FNR阳性株系.对叶型FNR光合作用测定,转基因株系略优于对照.4.FBP-PPase和rbcS-PPase光合作用高于野生型植株,转基因株系干物质积累能力高于野生型植株.叶肉特异性表达PPase促进了光合同化产物向库的分配.

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摘要

ABSTRACT

前 言

1铁氧还蛋白还原酶(FNR)

1.1概述

1.2铁氧还蛋白还原酶(FNR)和电子传递

1.3 FNR和C(C)同化

1.4 FNR和氮(N)同化

1.5 FNR和抗氧化胁迫

2光合电子传递、CO2固定及其同化产物的分配

2.1光合电子传递

2.2 CO2同化产物合成与分配

3本试验的基础、目的和意义

材料及方法

1材料

1.1供试菌株与品种

1.2质粒

1.3培养基

2方法

2.1水稻外植体培养

2.2质粒DNA的制备

2.3农杆菌介导的植物转化

2.4植物总DNA的提取

2.5转化植株的PCR分析

2.6水稻种子的萌发及培养

2.7水稻叶片总RNA的提取：

2.8 RT-PCR分析

2.9光合作用测定

2.10收获指数

结果与分析

1 FNR相关基因的克隆、载体构建、水稻转化及转基因株系的生理研究

1.1 OsR-FNR基因在盐胁迫条件下的表达模式分析

1.2水稻OsR-FNR基因和OsR-FNR-pro启动子克隆及载体构建

1.3水稻转化及转基因株系的获得

1.4转基因植株的栽培与光合作用分析

2.CO2固定及其同化产物的分配

2.1 T4代FBP-Ppase和rbcS-Ppase转基因株系相关农艺性状的研究分析

2.2 T4代FBP-PPase和rbcS-PPase转基因株系光合作用测定

讨论

结论

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致谢

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