RID1調(diào)控水稻成花轉(zhuǎn)化的糖代謝基礎(chǔ)研究.pdf

1、開花是植物生活周期中的重要時期階段，是植株實(shí)現(xiàn)由營養(yǎng)生長階段向生殖生長階段轉(zhuǎn)變的標(biāo)志，是形成種子和果實(shí)的前提。因此，研究水稻抽穗期有利于保證水稻產(chǎn)量。前期本課題組已克隆了一個控制水稻成花轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵基因RID1（RiceIndeterminte1），它編碼一個C2/H2類鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，其T-DNA插入突變體rid1出現(xiàn)“不開花”的表型。
　　根據(jù)RID1基因芯片數(shù)據(jù)中糖代謝相關(guān)基因表達(dá)量差異顯著，玉米中ID1基因和擬南芥中At

2、IDD8基因調(diào)控植株開花進(jìn)程均與糖代謝密切相關(guān)，本研究擬從糖代謝路徑著手，探索RID1調(diào)控水稻成花轉(zhuǎn)化與糖代謝之間的關(guān)系。在野生型與rid1材料背景下，利用qRT-PCR技術(shù)、GC-MS技術(shù)與3，5-二硝基水楊酸法，分別進(jìn)行糖代謝相關(guān)基因表達(dá)量分析、可溶性糖含量分析、淀粉含量分析，相比野生型其結(jié)果均出現(xiàn)明顯差異，由此推測RID1調(diào)控水稻開花與糖代謝密切相關(guān)。利用CRISPR/cas9技術(shù)創(chuàng)造糖代謝突變體，從中篩選有抽穗期表型的材料，進(jìn)一

3、步驗(yàn)證水稻開花與糖代謝相關(guān)。本論文主要結(jié)果如下:
　　1.RID1調(diào)控水稻開花與海藻糖代謝之間的關(guān)系研究:利用qRT-PCR技術(shù)，檢測野生型與rid1材料背景下，幼葉與莖頂端分生組織(SAM)中海藻糖代謝路徑基因的表達(dá)量，結(jié)果顯示該路徑基因表達(dá)量差異顯著;利用酵母單雜交技術(shù)，證實(shí)RID1能直接結(jié)合到OsTPS1、OsTPS8的啟動子區(qū)域。說明RID1可能通過調(diào)控OsTPS1、OsTPS8的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，進(jìn)而影響海藻糖代謝相關(guān)基因的表達(dá)

4、差異。
　　2.RID1調(diào)控水稻開花與蔗糖代謝、淀粉代謝之間的關(guān)系研究:利用qRT-PCR技術(shù)，檢測野生型與rid1材料背景下，成熟葉片中蔗糖代謝、淀粉代謝相關(guān)基因表達(dá)量，結(jié)果顯示當(dāng)RID1基因功能缺失時，水稻成花轉(zhuǎn)化前成熟葉片中蔗糖代謝、淀粉代謝相關(guān)基因表達(dá)量出現(xiàn)紊亂;利用GC-MS技術(shù)，測定野生型與rid1材料背景下，成花轉(zhuǎn)化前幼葉與成熟葉片中葡萄糖、果糖、蔗糖含量，結(jié)果顯示rid1植株體內(nèi)相較于野生型葡萄糖和果糖含量下降，蔗

5、糖含量上升;利用3，5-二硝基水楊酸法，檢測野生型與rid1材料背景下，成花轉(zhuǎn)化前成熟葉片中淀粉含量，結(jié)果顯示rid1成熟葉片中淀粉的積累明顯高于RID1。說明RID1調(diào)控水稻開花與蔗糖代謝、淀粉代謝密切相關(guān)。
　　3.利用CRISPR/cas9技術(shù)創(chuàng)造糖代謝突變體材料:利用CRISPR/cas9單靶位點(diǎn)載體創(chuàng)造了4個糖代謝相關(guān)突變體材料，利用CRISPR/cas9兩靶位點(diǎn)載體創(chuàng)造了10個糖代謝相關(guān)突變體材料，利用CRISPR/c