论文部分内容阅读
影响植物生长的因素有多种，其中外表皮角质层、细胞壁、细胞膜的不正常都会影响到植物的株高。植物角质层由表皮细胞合成，主要由角质和蜡质两类脂类物质组成。角质层作为覆盖在植物地上部分表面的保护层能降低植物表面的水分散失，帮助植物抵抗生物和非生物的伤害。植物蜡质都由特长链脂肪酸(VLCFA)衍生而来。OsGL1是水稻中一个与蜡质相关的基因家族，它与玉米的GL1基因同源，该家族共有11个成员，分别被命名为OsGL1-1到OsGL1-11，其中大部分基因的生物学功能是未知的。本研究以OsGL1-7为对象，探讨其生物学功能，本研究主要取得了以下结果： 1、采用生物信息学和GUS染色等方法对OsGL1-7生物学特性进行研究。生物信息学分析表明，OsGL1-7位于水稻基因组的第4号染色体上，由9个外显子和8个内含子组成，编码区的长度为1794 bp。OsGL1-7编码的蛋白序列号为：CAE03390，编码597个氨基酸。聚类分析表明OsGL1-7与AtCER1和RcSD(Ricinus communis steroldesaturase)的同源性比较高。GUS染色结果显示，OsGL1-7主要在在茎节处有表达，而在茎，穗，根，叶片处都没有表达，暗示OsGL1-7的功能可能与水稻的株高有关。 2、构建了由OsGL1-7自身启动子驱动的反义RNA载体，通过农杆菌转化法获得OsGL1-7反义RaNA转化株系，不同转化株系的阳性后代都出现植株矮化，穗长变短。Western bolt分析表明，株高变矮的反义RNA转化植株OsGL1-7的表达明显下降。这一结果进一步暗示OsGL1-7与水稻的株高密切相关。 3、对OsGL1-7反义转化株系的节间绝对长度和相对长度进行了统计，结果发现，反义株系每个节间长度都有不同程度的缩短。半薄切片观察发现，转化植株的叶枕下方不同区段的组织中的单个细胞体积小于对照中花11，叶鞘的细胞总数也比对照少。以上结果说明反义株系中由于OsGL1-7的下调，细胞的分裂和伸长都受到一定程度的抑制。 4、观察了低光照条件下水稻植株的生长状况，与对照品种相比，反义植株表现为柔软、不坚挺，发育延迟、茎杆变细、易折断及叶鞘发黄。对叶枕组织的纵向半薄切片观察发现，与对照相比反义株系叶枕处厚壁细胞相对细长，且层数减少。 OsGL1-7的表达下调，导致水稻的矮化，矮化的原因主要是细胞的伸长和分裂受到抑制，影响细胞伸长的主要原因可能是细胞壁结构的变化。这一结果说明OsGL1-7可能通过参与长链脂肪酸的合成，影响细胞壁的结构，进而影响细胞伸长与分裂。对于OsGL1-7的研究，为植物蜡质与株高的关系奠定了基础。