目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key word 3
引言 3
1材料与方法 6
1.1材料 6
1.2方法 7
1.3 OsOMTN 同源性与进化分析 7
2结果与分析 8
2.1 水稻OsOMTN家族基因进化关系分析 8
2.2 水稻 OsOMTN同源性分析 8
2.3 OMTN家族基因的时空表达特征分析 9
2.4 OMTN家族基因突变对水稻穗部性状的影响 11
3 讨论 14
致谢 16
参考文献 16
水稻OsOMTN家族基因表达特性和功能分析
摘要
穗型对水稻的产量起关键性作用，通过探究稻穗发育的相关基因的作用机制，阐述其对水稻穗型生长发育的过程的影响 ,对于水稻产量和品质的提高有着重要的意义。NAC家族成员在植物细胞分裂和伸长，器官的发育，组织的衰老，种子的萌发，抗环境胁迫等方面发挥重要作用。其中，OMTN家族基因在水稻生长发育过程中起着关键性调控作用，OMTN家族基因在不同时期的水稻的不同组织器官中表达模式不同。我们通过GUS染色观察OMTN1、OMTN3、OMTN4、OMTN6基因的表达部位与表达强度，初步探究其在水稻不同组织，不同生长发育时期的时空表达模式。水稻穗结构在产量构成中发挥着重要作用，我们通过调查omtn突变体植株的穗部结构，探究OMTN基因的突变对产量造成的影响，为了解其在水稻生长发育过程中发挥的生物学功能提供参考。
引言
当今形势下，社会不断发展，城市不断扩张，农村振兴计划也应该稳步进行，如何高效地利用土地资源成为一个值得重视的问题，在有限的土地资源上提高水稻的产量和品质，这对新时代中新农村的新农民来说至关重要。
水稻株型通过影响水稻光能利用效率、水稻抗逆境胁迫以及水稻营养吸收与利用等方面影响着水稻的品质和产量, 水稻株型的构成包括株高、分蘖数、穗型等，而穗型是是影响水稻产量的关键。因此探究稻穗发育的相关基因的作用机制，阐述其对水稻穗型生长发育的过程的影响 ,对于水稻产量和品质 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
的提高有着重要的意义。
NAC家族基因是在植物生长发育过程中和逆境胁迫等方面发挥重要作用，它是在植物中特有的一类因子[1]。其功能广泛，参与植物外界环境胁迫、抗病反应、信息传导以及激素分泌等植物生长发育过程。最早发现的NAC家族成员是调控矮牵牛茎尖分生组织发育的NAM基因，该基因的缺失导致突变体缺失顶端分生组织，大部分的幼苗在苗期死亡，少数突变体幼苗在花期变异[2]。此后，人们又在拟南芥中相继发现了与NAM类似的ATAF1/2和CUC2转录因子基因,因此，就以NAM、ATAF1/2、CUC2的第一个字母将其命名为NAC[3]。
NAC蛋白有A,B,C,D,E五个亚结构域，这五个亚结构域位于NAC保守结构域的N端，其中的A,C,D三个结构域保守性很强，A参与形成二聚体，C,D亚结构域中含有NAC蛋白核的定位信号，B,E结构域不保守，具有多样性。在典型的NAC蛋白中，C端为转录调节区域，同时也存在一些变异结构 [4]。大多数的NAC转录因子N端含151~159个氨基酸残基, 且高度保守; C端转录调控区的模体在不同亚组保守性不同,主要负责调控转录的激活。
Fang[5]等采用系统序列分析方法将水稻NAC转录因子家族分为5类(I~V)。其中, I类有54个水稻OsNAC基因，并分成5个亚类（I1~I5）; II 类有较I类相比结构和功能更为复杂的54个水稻OsNAC基因成员; III类有14个OsNAC基因，其中包含参与应答外界环境胁迫的SNAC1、OsNAC6基因; 14个OsNAC基因归属于IV类;2个OsNAC基因归属于V类。
NAC转录因子的活性调控主要涉及转录和翻译水平。在转录水平上, 主要是受到了microRNA的调控。microRNA作为植物中一类重要的转录调控因子，广泛参与植物中的各方面生命活动，例如植物的生长与发育、植物应对外部的环境胁迫、以及激素的分泌与信号传导等。它是一类长度约22nt的非编码单链RNA分子 [6]，microRNA最早是与1993年由Lee，Feinbaum和Ambros在线虫里发现的，当时发现线虫中lin4基因异时性表达时产生了一种够与lin4的3’非翻译区结合来抑制基因的表达小RNA分子[7]。miRNA抑制目标基因的表达的方法有两种，一是当miRNA与目标基因的编码区序列高度匹配时，则会通过切割信使RNA的方法抑制目标基因的表达，二是当miRNA序列无法与靶基因序列匹配时，则往往通过与目标基因3’端非翻译区结合，从而抑制其翻译[8]。在植物中的，一般miRNA与目标基因都能有较高的匹配度，所以大多通过前者来抑制目标基因的表达。但也有例外，例如有研究发现拟南芥miRNA172与APETALA2ORF的部分序列近乎完全匹配，但却通过后者来抑制目标基因的表达[9]。
研究发现, 拟南芥miR164调控NAC1、CUC1等6个NAC转录因子[10]。在拟南芥中, miR164参与调控后的NAC4基因会促进病原物诱导的细胞死亡[11]。miR164可与NAC1基因发生配对结合从而拟制其表达, 当NAC1基因碱基发生突变后，其不能与miR164相配对，从而导致miR164就不能按原来的方法降解NAC1以抑制目标基因的表达。有研究针对miR164过量表达和缺失的突变体中NAC1mRNA表达水平差异发现, 当NAC1mRNA表达量越高时， miR164表达水平越低；当NAC1mRNA表达量越低时， miR164表达水平越高, 就此证明NAC1基因受miR164直接调控[12]。过量表达miR164表现在转录水平上降低了CUC1和CUC2的miRNA水平，从而抑制了目标基因的表达。Fang等通过研究水稻中miR164发现,有5个NAC转录因子直接受其调控[13]，其中4个NAC转录因子(OMTN2、OMTN3、OMTN4、OMTN6)的表达水平与水稻对干旱的抗性负相关。分析水稻microRNA的基因组结果可知, microRNA参与了水稻叶片的衰老过程的原因主要是其通过对NAC基因表达的进行了调控[14]。

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