有研究表明，谷氨酰氨基转移酶GAT家族基因功能为--将谷氨酰胺上的氨基基团转移到受体底物上，形成新的胺化产物。在拟南芥中该基因可能通过参与植物体内氮素分配与转化调控植物分枝，进而影响植物生长。氮素对水稻的产量有着显著的影响，可能是通过影响水稻的叶面积指数，分蘖数，穗粒数和结实率等起作用。在此理论基础上，本研究将野生型日本晴水稻作为研究材料，以水稻中拟南芥基因GAT1_2.1的同源基因为研究对象，通过生物信息学分析，RT-PCR及原位杂交等技术分析其表达模式，期望了解该基因对水稻分蘖的影响与作用。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引言 1
1 文献综述 3
1.1 水稻氮素营养的重要性 3
1.1.1 氮素营养的特性 3
1.1.2 氮素对水稻光合、呼吸作用的影响 3
1.1.3 氮素对水稻产量的影响 3
1.2 拟南芥中谷氨酰胺氨基转移酶GAT1_2.1的相关研究进展 3
2 材料与方法 5
2.1 实验材料 5
2.2 实验方法 5
2.2.1 水培法 5
2.2.2 RNA提取 5
2.2.3 荧光定量PCR 5
2.2.4 原位杂交技术 6
3.1 GAT1基因家族表达模式 8
3.1.1 GAT1基因家族在水稻发育不同时期不同部位的表达量 8
3.1.2 水稻移栽后GAT1表达量随时间的变化情况 8
3.1.3 不同营养元素处理下不同时间水稻中GAT1表达量的变化 9
3.1.4 不同激素处理对GAT1表达量的影响 9
3.2 不同氮素处理下水稻不同部位GAT1_2.1同源基因表达量的分析 10
3.3 GAT1_2.1同源基因组织定位 11
4 讨论 12
致谢 13
参考文献 14
水稻中拟南芥谷氨酰胺氨基转移酶GAT1_2.1
同源基因的表达模式分析  *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 

引言
水稻是世界上三分之一人类的主要粮食，水稻总产量的高低对能否维持粮食安全至关重要，其发展情况不仅直接关系着水稻生产国的粮食安全，同时由于粮食产业国际化和农产品市场全球化间接影响着世界粮食安全。
分蘖是水稻、麦类等禾本科植物生长发育过程中一种特殊而又重要的现象，通过影响水稻穗数进而影响单株产量的重要农艺性状。水稻分蘖的高低不仅受内部遗传特性的影响，还受到不同外界条件的影响[1]。
水稻分蘖受各种环境因素及特定的植物激素如独角金内酯（SL）的调节[2]。研究发现，GAT1_2.1基因（AT1G15040）同样涉及分枝调控。但GAT1_2.1的功能是未知的，参与酰胺化的受体也是未知的[3，4]。GAT1_2.1突变体表现为分蘖显著增加，类似于SL生物合成突变体。这表明，GAT1_2.1不参与SL生物合成。
目前，研究发现GAT家族基因的表达受氮素胁迫影响，并参与调控拟南芥的分枝[5]。在水稻中拟南芥GAT1家族的同源基因有很多，例如：Os02g0708100、Os03g0718000、Os04g0463500、 Os09g0361500、Os03g0826500、Os01g0616900、Os05g0569700等，其中GAT1_2.1的同源基因是Os01g0138800[6]。但GAT1_2.1的具体功能还不清楚，因此，研究水稻GAT家族成员GAT1_2.1基因对揭示其在受氮素胁迫情况下增加分蘖，进而提高产量具有重要的理论和现实意义[7]。
在此前的理论基础上，确定研究课题为水稻中拟南芥谷氨酰胺氨基转移酶GAT1_2.1同源基因的表达模式分析。将野生型日本晴水稻作为研究材料，以水稻中拟南芥基因GAT1_2.1的同源基因为研究对象，通过生物信息学分析，RTPCR，QPCR及原位杂交等技术分析其表达特征。具体研究内容为该基因的表达模式分析，即在水稻的哪个部位表达，表达量等相关内容。
1 文献综述
1.1 水稻氮素营养的重要性
我国是水稻种植和消费大国，水稻种植面积约为3.0 × 107 hm2,年产量约2.04 × 108 [8]。水稻分蘖是影响产量高低的因素之一，而水稻分蘖又受到多重因素影响，其中之一就是氮素水稻生长需要多种营养元素，在所有必需营养元素中，氮是限制植物生长和形成产量的首要因素。氮素营养对于水稻生产的重要性，由此可见一斑。
1.1.1 氮素营养的特性
在不同的生育时期，水稻内的含氮量存在差异：分蘖期含氮量显著高于幼苗期，通常在分蘖顶盛期氮素含量达到最高峰，其后随着生育期推移而逐渐下降。目前，稻田单季氮肥平均施入量约180.0 kg/hm2,高出世界平均水平75 % [9,10]。施用氮肥能够增强植物的抗旱能力，使叶片气孔密度变小、降低蒸发量、叶绿素含量增加，从而提高作物产量和水分利用率[11]。
在水稻生长期间，供应充足而适量的氮素能够促进植株生长发育，并获得高产。但是，尽管加大对稻田的氮肥施入量，确实大幅提高了水稻产量，与此同时却存在着氮肥利用效率的下降[12]。长期施肥过多最终会使土壤肥力下降，土壤板结等情况。研究发现，我国氮肥利用效率只有约30% [13]。另外，有研究证明，通过合理氮肥运筹，如在最适宜时期定量施用氮肥等方法，能够促进水稻生长发育，提高作物质量，进而提高水稻产量[14,15]。
水稻氮素吸收利用效率主要与水稻植株本身的氮素吸收能力有关[16]。因此，提高水稻对氮素的吸收能力，对于提高作物产量起着重要作用。
1.1.2 氮素对水稻光合、呼吸作用的影响
氮素是调控植物叶片光合能力的最有效因子之一，适量施用氮肥可增加叶片含氮量, 提高叶片的光合速率, 从而在一定程度上延缓叶片光合功能的衰老。Makino A等[17]研究发现叶片中超过一半的氮被分配到光合器官。Field等[18]、Sage等[19]、Walcroft等[20]的研究发现植物的光合能力和单位叶面积上氮的含量是相关的。

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