【摘 要】
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生物钟广泛存在于各种生物体中,是一套内源性的、稳定的、复杂而又精妙的时间调控网络系统,能够使生物体更好的适应本地环境。生物钟对于不能通过移动和迁徙来趋利避害的植物来说更具有重要意义,通过生物钟的调控,植物可以实现对周期性的环境变化精准预判和响应。这使得通过改变作物生物钟系统使作物适应各种环境有重要意义。现代分子生物学研究发现:多种作物的异地驯化由于生物钟调控相关基因发生突变而导致适应环境的能力发生
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生物钟广泛存在于各种生物体中,是一套内源性的、稳定的、复杂而又精妙的时间调控网络系统,能够使生物体更好的适应本地环境。生物钟对于不能通过移动和迁徙来趋利避害的植物来说更具有重要意义,通过生物钟的调控,植物可以实现对周期性的环境变化精准预判和响应。这使得通过改变作物生物钟系统使作物适应各种环境有重要意义。现代分子生物学研究发现:多种作物的异地驯化由于生物钟调控相关基因发生突变而导致适应环境的能力发生变化,从而适应新地区环境。拟南芥生物钟已经研究的比较深入,其中生物钟核心振荡器基因At CCA1的研究已经有20年的历史,但其在水稻中的同源基因OsLHY的研究有待深入。本文研究的是水稻的生物钟核心基因OsLHY的表达模式与功能,本文主要进行了以下研究:（1）通过反向遗传学方法研究水稻中的CCA1/LHY同源基因OsLHY;（2）在拟南芥中过表达OsLHY证明OsLHY不同转录本生物学功能的差异;（3）原生质体实验证实OsLHY有转录抑制活性;（4）构建OsLHY的水稻过表达株系;（5）通过CRISPR/Cas9构建OsLHY基因敲除株系,并检测OsLHY缺失对其他生物钟基因的影响;（6）确定OsLHY的自身启动子区域,并构建带有GFP标签的OsLHY自身表达株系。研究获得了如下结果:（1）在水稻中找到CCA1/LHY同源基因并克隆得到其两种转录本。两种转录本的产生是由于剪接位置不同而导致,暗示了OsLHY的表达调控受剪接体相关蛋白参与转录后修饰。（2）两种OsLHY转录本具有极小差异,但拟南芥互补实验说明了两种异构体影响生物钟的不同方面,可能分别行使不同的调控功能。（3）在原生质体实验中证明OsLHY是抑制子,这与拟南芥CCA1/LHY是相同的,说明了CCA1/LHY家族进化上功能的保守性。（4）两种OsLHY过表达株系均无法使外源OsLHY过量表并且内源OsLHY被强烈抑制,植株株型变矮,生长状况较差。OsLHY过表达转化拟南芥导致不育或者育性降低。（5）OsLHY基因敲除株系中,Os GI表达升高,周期变短;Os TOC1表达升高;周期变短。（6）OsLHY的转录起始于ATG前5800bp,其整个5’UTR具有OsLHY表达特征;（7）OsLHY过表达影响其他生物钟基因表达,以及影响水稻生长状况,本研究还构建了雌二醇诱导型过表达、雌二醇诱导RNAi水稻株系,GR诱导型过表达质粒和以及其他用于后续研究的实验材料,这些材料可用于后续的分析,对研究OsLHY的调控模式以及构建水稻的生物钟互作网络奠定了基础。
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