OsARF19调控水稻叶夹角的分子机制

【摘要】叶夹角是指叶片与茎的倾角或者叶片与叶鞘之间的弯曲程度,是影响植株构型与谷物产量的重要农艺性状。据报道,生长素和油菜素内酯(BR)都参与调控水稻叶夹角。但生长素和BR协同调控叶夹角的信号相互交叉分子机制仍然未知。在双子叶植物拟南芥中,生长素响应因子(ARF)调控植物生长和发育的各个方面；但在单子叶植物水稻中对其生物学功能了解甚少。本文主要以OsARF19超表达株系为材料,以水稻叶夹角的调节机制为研究核心,运用植物生理学、遗传学、细胞生物学和分子生物学等方法探讨了OsARF19调控水稻叶夹角的分子机制,探索OsARF19介导的生长素和BR信号交叉网络。结果概述如下：(1)OsARF19超表达株系改变水稻株型。与野生型(NIP)相比,OsARF19超表达株系呈现矮化、分蘖增多、剑叶变窄、结实率低和种子变细,尤其是叶夹角变大的表型。叶枕测量以及树脂切片结果表明是叶节近轴面细胞层数增多引起叶夹角变大。(2)OsARF19参与生长素调控叶夹角途径。OsARF19是生长素信号的转录因子,参与生长素信号转导途径。在OsARF19超表达株系中,生长素信号途径中改变叶夹角大小的基因OsIAAl,OsARF23和OsTIRl表达改变。另外,在osafb2和它的上游OsmiRNA393的超表达株系中,OsARF19的表达上调。(3)OsARF19在水稻各器官中呈组成型表达。OsARF19在茎和叶节表达较强,这与OsARF19超表达株系呈现的表型相符；且表达受生长素和BR诱导。(4)OsGH3-5是OsARF19的靶基因。染色质免疫共沉淀(ChIP)和酵母单杂试验证明OsARF19蛋白直接结合到OsGH3-5的启动子上调控其表达。而且OsGH3-5超表达株系表现出与OsARF19超表达株系类似的表型。然而osarfl9-T-DNA和osgh3-5-Tos17突变体并没有呈现直立叶片的表型,说明这两个基因与家族其他成员功能冗余。(5)OsGH3-5定位在细胞核、细胞膜和内质网。烟草表皮细胞和水稻原生质体瞬时表达试验证明OsGH3-5定位在细胞核、细胞膜和内质网,内质网可能是其行使将自由态IAA转化为结合态IAA功能的场所。(6)OsARF19参与BR调控叶夹角途径。OsARF19超表达株系对外施24-eBL超敏感,参与BR应答和BR合成的相关基因在OsARF19超表达株系中表达有所改变。此外,OsARF19可结合OsBRI1的启动子并上调后者表达,说明OsARF19作为一个正调控因子参与BR信号通路。综上所述,OsARF19作为一个生长素信号的转录因子,参与调控水稻叶夹角,而且在生长素与BR信号通路的相互关系中发挥作用。本研究为生长素和BR信号网络交叉研究提供了新的视角,可为获得水稻理想株型和生产上合理密植提供理论和实践依据。
【作者】张赛娜；
【导师】蒋德安；齐艳华；
【作者基本信息】浙江大学，植物学，2014，博士
【关键词】水稻；叶夹角；生长素；油菜素内酯；OsARF19；OsGH3-5；OsBRI1；

【参考文献】
[1]陈晓晖.我国资产追回法律问题研究[D].云南财经大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[2]黄龙.基于拍频解调的光纤激光传感器的研究[D].南京大学,材料学,2013,硕士.
[3]侯彬彬.大连市市属事业单位岗位设置问题及对策研究[D].大连理工大学,MPA（专业学位）,2013,硕士.
[4]顾幸生,胡仰曾.按段多重契比雪夫多项式系及其在线性时变系统辨识中的应用[J].自动化学报,1990,05:400-407.
[5]徐鹤.城市交通环境下声纹识别算法研究[D].吉林大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[6]高海燕.H房地产公司品牌发展策略研究[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[7]李远菲.马尔库塞单向度理论对现代科技社会的启示[D].吉林大学,科学技术哲学,2014,硕士.
[8]朱刚毅.自发性脑出血中红细胞对脑含水量的影响及与AQP4表达的关系[D].河南科技大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[9]肖丽梅.近代福建钱庄业研究（1840—1949）——以福州、夏门地区为中心[D].福建师范大学,中国近现代史,2004,硕士.
[10]胡磊.度量投资组合风险价值的VaR模型体系研究——以下降趋势中的上证综合指数为例[D].华东师范大学,金融学,2004,硕士.
[11]陆璐.新时期强化工会维护职能问题分析[D].吉林大学,公共管理,2004,硕士.
[12]朱熙,范瑜,吕刚,秦伟,张晓东.单边盘式感应电机的数学模型与转矩分析[J].中国电机工程学报,2010,24:69-74.
[13]任秀.呼和浩特市城市道路建设管理体制研究[D].内蒙古大学,公共管理,2014,硕士.
[14]孟恩,孟东岳,王洪伟,赵广涛.基于关系数据库的通用地震数据模型研究和设计[J].石油地球物理勘探,2009,05:642-647+528+650.
[15]刘时勇.大学学历者痴迷“法轮功”现象的心理因素调查分析[D].辽宁师范大学,发展与教育心理学,2003,硕士.
[16]陈春泉.配电网分布式电源优化配置[D].广东工业大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[17]李佳.对外汉语方位词教学研究[D].厦门大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[18]黄超.面向车联网的电控发动机故障诊断本体的应用研究[D].广东工业大学,机械工程（专业学位）,2014,硕士.
[19]喻田甜.外生菌根真菌对铝胁迫的响应[D].西南大学,植物营养学,2014,硕士.
[20]陈娜.海南荣丰花卉苗木高新技术产业园可行性研究报告[D].中南林业科技大学,农村与区域发展,2013,硕士.
[21]杨冲.临沂市城区雨水资源化利用模式研究[D].山东大学,水利工程（专业学位）,2013,硕士.
[22]靳磊.高中数学作业改革的实践探索[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[23]潘明哲.中国运动服装业产业价值链财务分析[D].内蒙古大学,会计,2014,硕士.
[24]谷和启.固定宽带LMDS无线接入技术的应用与发展[J].当代通信.2003(10)
[25]刘璇.鬼臼毒素铂类缀合物的合成及生物活性研究[D].兰州大学,微生物与生化药学,2013,硕士.
[26]刘锦鹏.中低能区类锂离子与He原子碰撞中的单电子丢失过程研究[D].兰州大学,核能与核技术工程（专业学位）,2014,硕士.
[27]严恭敏,严卫生,徐德民.简化UKF滤波在SINS大失准角初始对准中的应用[J].中国惯性技术学报,2008,03:253-264.
[28]姚永卫.邢台市高职高专体育选修课开展现状的研究[D].河北师范大学,体育教学,2012,硕士.
[29]赵智敏.高精度宽范围数字转速检测[J].冶金自动化,1987,05:30-33.
[30]黄晶晶,徐习东.发电机纵向零序电压保护滤波方法[J].电力系统自动化,2008,14:68-72.
[31]王岳桂.FCL与膝关节胫骨外侧平台的间距及其在TKA术中的临床意义[D].广州医科大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[32]聂士洋.人大行政异体问责研究[D].湖南师范大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[33]李明.地域文化导向下的天官古寨风土空间再利用规划研究[D].西安建筑科技大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[34]杨柳.基于视觉系统与视觉心理的现代家居烹饪体系的研究设计[D].西安建筑科技大学,艺术设计,2013,硕士.
[35]彭丽萍.教育公平视角下的少数民族教育研究[D].山东大学,行政管理,2013,硕士.
[36]靖恒荣.赛艇运动员8周亚高原训练过程中生理状态评价指标的研究[D].西安体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.
[37]刘建国.客观聚类算法在客户细分中的应用研究[D].兰州商学院,应用统计,2014,硕士.
[38]郝晓娜.乙烯裂解炉烧焦过程的模拟、应用与优化控制[D].北京化工大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[39]王健.保险人说明义务研究[D].西北大学,法学（专业学位）,2014,硕士.
[40]肖凯,鞠德航,周诠.一种FH/DS扩频接收机的码同步方案[J].空间电子技术.1997(02)
[41]李建雄,方一鸣,石胜利.具有输入饱和的轧机液压伺服系统鲁棒动态输出反馈控制[J].控制与决策,2013,02:211-216.
[42]李思钦.碲化镉靶材制备及镀膜工艺研究[D].北京有色金属研究总院,有色金属冶金,2014,硕士.
[43]管明强.强直性脊柱炎诊疗现状的临床研究[D].南方医科大学,骨外科学（专业学位）,2014,博士.
[44]赵波.性别鉴定在胚胎植入前单基因病的遗传学诊断中的方法学研究[D].重庆医科大学,流行病学,2004,硕士.
[45]赵泽双.玉米大斑病、茎腐病、丝黑穗病抗性标记开发及抗性种质筛选[D].东北农业大学,作物栽培学与耕作学,2013,硕士.
[46]唐文波.一种辣椒定向去核机的设计与研究[D].新疆大学,工程力学,2013,硕士.
[47]毛路一.ApoE和iNOS敲除小鼠子痫前期动物模型的建立和胎盘功能异常的研究[D].复旦大学,妇产科学（专业学位）,2011,博士.
[48]周世平.灵武长枣贮藏过程中介电特性与品质变化的相关性研究[D].宁夏大学,食品加工与安全（专业学位）,2014,硕士.
[49]郭丽欢.初中英语教材《新目标》使用情况的描述研究[D].河北师范大学,学科教学,2013,硕士.
[50]丁佩山.体外气道感染模型的建立及四维成像技术在巨噬细胞跨膜迁移和吞噬研究中的应用[D].安徽医科大学,老年医学,2014,博士.