ZmPHYC1和ZmPHYC2的功能研究及其在玉米改良中的探索

来源 :河南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gx7411
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着玉米(Zea mays L.)在食品、饲料和工业产品中的需求量的增加和耕地面积的减少,增加玉米种植密度已成为提高单位土地面积产量的有效手段。然而在高密植条件下,植物通过多种光受体感知到红光/远红光的比值降低,从而导致避荫性综合反应和产量降低。拟南芥中的光敏色素作为红光和远红光的感受器是触发避荫性综合反应的主要受体,但光敏色素在玉米中的研究不深入。玉米PHYA和PHYB基因调控光信号和光形态建成的功能已有研究,而PHYC的研究却很少。为了研究ZmPHYC1和ZmPHYC2(玉米光敏色素C1和C2)的功能及其在玉米光形态建成和株高等方面的作用,在本研究中,我们通过NCBI网站获得了ZmPHYC1和ZmPHYC2的cDNA序列,利用生物信息学方法分析玉米PHYC的蛋白结构域,并与常见物种PHYC蛋白进行系统进化分析;利用转基因技术在模式植物拟南芥Col-0生态型、phyC-2突变体以及玉米自交系综31中验证ZmPHYC1和ZmPHYC2的功能。结果显示:利用RT-PCR从玉米自交系B73中克隆出ZmPHYC1和ZmPHYC2,它们的编码区长度为3405bp,编码1135个氨基酸残基,蛋白分子质量分别为126.14kD和126.07kD;ZmPHYC1和ZmPHYC2蛋白与拟南芥、水稻和高粱的PHYC蛋白具有相似的结构域,包含1个PAS_2结构域(Per-Arnt-Sim_2domain)、1个GAF结构域、1个PHY结构域、2个PAS重复结构域、1个组氨酸激酶A结构域(Histidine kinaseA domain)和1个类组氨酸激酶ATP酶结构域(Histidine kinase like-ATPase domain,HATPase_c);氨基酸序列同源性分析发现,ZmPHYC1和ZmPHYC2与高粱PHYC同源性最高。ZmPHYC1和ZmPHYC2在拟南芥中的外源表达不但可以互补拟南芥phyC-2突变体引起的长下胚轴的表型,而且在持续的红光和蓝光条件下促进了幼苗的去黄化反应,阻碍了幼苗在遮荫条件下的长时间生长。在促进幼苗去黄化反应和抑制避荫反应上,ZmPHYC1的作用优于ZmPHYC2;在玉米中过表达ZmPHYC1和ZmPHYC2,均导致玉米的株高与穗位高降低,但ZmPHYC1对玉米株高的调节作用比ZmPHYC2更加显著。
其他文献
研究背景动脉粥样硬化(AS)是一种常见疾病,严重危害人类健康。它是缺血性心脑血管疾病的主要病理基础,包括冠心病、脑血管病、血栓栓塞病等,是动脉血管壁的慢性炎性病变。AS的致病机理到目前为止还未被彻底查明。基于以上原因,有效药物也尚未被研发出来。越来越多的证据表明,microRNA在许多疾病的病理生理中起着重要的作用,尤其是心血管疾病的发生和发展。研究已经证实microRNA可作用于血管内皮细胞通过
臭氧是一种非常活泼的气体,具有较强的氧化性,可以氧化杀灭细菌、病毒等微生物,臭氧有助于止血和伤口愈合,但极不稳定,易分解。水凝胶作为一种在水中是连续相的胶体分散系统,它具有许多医疗和工业应用,例如可以控释和缓释药物。但是到目前为止关于含臭氧缓释水凝胶的研究报道较少。  本研究首先测试分析了不同介质及其组成对臭氧稳定性的影响作用,比较筛选出以卡波姆作为基质,成功地制备了一种具有臭氧缓释作用的水凝胶。
背景:2019新型冠状病毒肺炎(Coronavirus disease 2019, COVID-19)是一种新发现的传染性强、致死率高的呼吸系统性疾病。目前,COVID-19在全球范围内传播,已呈现大流行水平,严重危害人类健康。多项研究报道肝脏是COVID-19患者的重要累及器官。然而,COVID-19患者发生肝损伤的临床特征及其对预后的影响尚不清楚。  目的:需要迫切探讨COVID-19患者肝功
作物秸秆是一种重要的农业资源。生物炭是土壤污染修复剂,利用秸秆制成生物炭,既可有效利用资源,又可保护土壤环境。为了进一步提高生物炭修复镉(Cd)污染土壤的效率,对生物炭进行目前比较热门的磁改性,并将其应用于碱性土壤中Cd的修复。为了探究磁性生物炭对碱性土壤中Cd的吸附和固定机理及其对小麦和玉米生长、Cd吸收和迁移的影响,设置了本试验。本试验以小麦秸秆为原材料,以高铁酸钾(K2FeO4)为活性剂,通
学位
随着全球气温不断升高,黄淮海中南部地区高温热害频发,造成了玉米的严重减产与品质下降,这成为生产上亟待解决的突出问题。因此,面对高温对玉米生产带来的严峻考验,深入解析玉米耐高温生理生化与分子机制,尤其是重要调控基因的作用机制,将对玉米缓解热害技术的研究及耐高温新品种的选育至关重要。腺苷酸环化酶(AC,Adenylyly cyclase)催化ATP生成3,5-环腺苷酸(cAMP)。在植物中,虽然cAM
学位
MYB-related基因家族是MYB转录因子家族中的一个亚类,主要参与植物次生代谢、生长发育、生物和非生物响应等过程。而MYB-related转录因子在玉米干旱胁迫响应中的作用及调控机制研究鲜见报道。本研究对前期玉米干旱-复水处理转录组数据中差异表达的MYB-related转录因子进行系统分析,从中筛选得到一个强烈响应干旱胁迫的ZmRL6基因。以ZmRL6为候选基因,构建表达载体获得转基因植株,
学位
使用高光谱遥感技术监测作物生长状况、预测作物产量与品质和诊断作物氮素利用状况是现代精准农业的迫切需求,也是农业遥感的重要研究内容。本文以不同品种、不同施氮量、不同地点的小麦大田试验为基础,系统分析了小麦长势参数(叶而积指数、叶干重和地上部植株生物量)、氮素营养参数(叶片氮含量、叶片氮积累量、地上部植株氮含量和地上部植株氮积累量)、籽粒产量、籽粒蛋白质含量和氮素利用效率参数(籽粒生产效率、植株氮素利
学位
春化发育是小麦生长发育过程中重要的发育阶段,对小麦的种植区划、引种育种、产量形成等都具有重要影响。为了明确我国小麦品种的春化发育规律,揭示不同小麦品种的发育特性和春化基因调控的对应关系。本研究首先选择来自全国不同生态区的10个代表小麦品种,采用分子标记技术确定了各品种的春化与光周期发育基因型,强春性春播春小麦为Vrn1三个位点全显性或Vrn-A1显性,春性或弱春性秋播冬小麦为Vrn-B1显性或Vr
学位
小麦的智慧化生产已成为重要的发展方向,实现小麦生产精细选种、精确施肥、精准栽培、智能化管理和科学化决策,是提升农业现代化水平的重大需要;同时也是资源的合理利用、科学投入、节本增效、增产保质,降低污染的重要手段,对保障国家粮食安全和农业高质量发展具有重要意义。本研究以小麦生态信息系统为研究对象,利用作物模型、物联网、大数据、机器学习和数据可视化等技术,研究了小麦品种的生态适应性,开展了小麦生产数据的
学位
茎基腐病(Crown rot)是主要危害小麦茎基部,并殃及穗部的严重病害,普遍发生于世界小麦产区,影响小麦籽粒产量和品质。由于缺乏抗病品种,生产上主要使用化学药剂来防止该病害的流行,效率低、不环保。推广抗病品种是最有效、环保的防止病害流行的方法。为此,筛选抗病种质、研究茎基腐病主要病原对小麦的致病性和小麦对病原的抗病机制,将有利于抗病品种选育推广和病害防治新方法的建立。本研究以分布广、致病力强的假
学位