【摘 要】
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叶绿素是植物重要的光合色素,是光合作用的物质基础。植物绿色器官进入到衰老阶段后,叶绿素含量不断降低,光合作用能力也逐渐下降。叶绿素降解与作物产量和品质密切相关,不仅
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叶绿素是植物重要的光合色素,是光合作用的物质基础。植物绿色器官进入到衰老阶段后,叶绿素含量不断降低,光合作用能力也逐渐下降。叶绿素降解与作物产量和品质密切相关,不仅受外界环境影响,也受植物体内本身编码基因调控。因此,探索植物叶绿素降解的分子调控机制,对农业生产具有重要的指导和实际意义。miR156是一个高度保守的miRNA,并与及其靶基因在调控作物产量中发挥重要作用。研究发现,烟草和拟南芥中miR156含量与叶绿素含量相关联。因此,我们推测miR156可能通过调控叶绿素代谢来影响作物产量。为了验证此假设,我们下调水稻miR156表达,分析miR156含量及其靶基因与产量性状和叶绿素含量的关联性,结合分子生物学方法揭示miR156介导的叶绿素降解机制。结果如下:1.用mimicry方法构建miR156敲除载体,经农杆菌介导的愈伤转化,获得了82个miR156下调的转基因水稻株系。2.农艺性状统计发现:mimicry156水稻分蘖数减少,叶绿素含量升高,种子饱满度和结实率增加。3.基于叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光参数的滞绿模型分析显示mimicry156水稻为B型功能型滞绿。4.离体叶片叶绿素降解分析,发现mimicry156水稻叶片叶绿素降解延迟;qRT-PCR检测发现mimicry156水稻中SPL14基因表达上调,而叶绿素降解调控基因NYC1下调表达。生物信息学方法分析发现,NYC1基因启动子上存在SPL14的结合位点;进一步通过EMSA的方法验证SPL14可以直接结合NYC1启动子,调控其表达。本研究揭示了miR156-SPL14-NYC1信号通路调控水稻叶绿素降解的机制,丰富了miR156通路的功能,为作物改良提供了重要理论参考。
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