本书针对影响寒地水稻生产的低温冷害问题，围绕水稻冷胁迫应答miRNA挖掘、耐冷功能验证、作用机制解析及育种利用等方面开展研究讨论。本书以水稻测序品种‘日本晴’为试材，构建了水稻冷胁迫miRNA表达谱及miRNA-mRNA调控网络，鉴定出多个冷胁迫应答的miRNA，初步揭示部分miRNA调控耐冷性的作用机制，并通过转基因及基因编辑等技术，创制了多份耐冷性显著增强的水稻材料，为耐冷水稻育种提供理论指导与生物资源。

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Insights into the regulation of wild soybean tolerance

目录
“博士后文库”序言
前言
第1章 概述 1
1.1 水稻冷胁迫应答机制及转基因育种研究现状 1
1.1.1 低温冷害对水稻生产的影响 1
1.1.2 植物冷胁迫应答机制研究现状 2
1.1.3 水稻耐冷转基因育种研究 7
1.2 miRNA在植物非生物胁迫应答中的研究进展 8
1.2.1 miRNA的生物发生机制 8
1.2.2 miRNA的作用机制 11
1.2.3 miRNA参与植物非生物胁迫应答的研究进展 14
1.2.4 miRNA调控植物冷胁迫应答的研究进展 15
第2章 miR1320调控水稻耐冷性 17
2.1 水稻特异的miRNA——miR1320的来源 17
2.2 材料与方法 18
2.2.1 实验材料 18
2.2.2 实验方法 21
2.3 结果与分析 24
2.3.1 miR1320表达受冷胁迫抑制 24
2.3.2 miR1320正向调控水稻对冷胁迫的耐性 25
2.3.3 miR1320靶基因筛选及验证 32
2.4 讨论 45
2.4.1 miR1320在水稻冷胁迫应答中的作用 46
2.4.2 miR1320调控靶基因表达的作用机制探讨 47
2.4.3 miR1320调控的水稻冷胁迫应答信号通路 48
2.5 结论 49
第3章 miR1320-OsERF096调控水稻耐冷性 50
3.1 研究背景 50
3.1.1 AP2/ERF转录因子参与的信号转导途径 50
3.1.2 AP2/ERF转录因子植物逆境胁迫应答研究. 52
3.2 材料与方法 53
3.2.1 实验材料 53
3.2.2 实验方法 54
3.3 结果与分析 61
3.3.1 OsERF096负调水稻对冷胁迫的耐受性 61
3.3.2 OsERF096蛋白转录因子特性分析 70
3.3.3 OsERF096转基因水稻冷胁迫RNA-seq分析 80
3.3.4 OsERF096调控冷胁迫下ROS平衡、糖代谢和激素合成 86
3.3.5 OsERF096依赖JA调控的冷胁迫信号通路 103
3.4 讨论 109
3.4.1 OsERF096基因在水稻冷胁迫应答中的作用 109
3.4.2 膜结合转录因子OsERF096调控水稻耐冷性的分子机制探讨 109
3.4.3 OsERF096蛋白定位与结合元件的探讨 110
3.4.4 miR1320-OsERF096调控水稻耐冷机制的探讨 111
3.4.5 OsERF096抑制JA调控的冷胁迫信号通路的探讨 112
3.5 结论 113
第4章 miR1320-OsPHD17调控水稻耐冷性 115
4.1 研究背景 115
4.1.1 PHD家族转录因子的结构及功能研究现状 115
4.1.2 茉莉酸调控植物冷胁迫应答研究进展 119
4.2 材料与方法 123
4.2.1 实验材料 123
4.2.2 实验方法 124
4.3 结果与分析 128
4.3.1 OsPHD17转录因子特性研究 128
4.3.2 OsPHD17负调水稻对冷胁迫的耐受性 131
4.3.3 OsPHD17转基因水稻冷胁迫转录组测序及差异表达基因分析 143
4.3.4 miR1320-OsPHD1 调控冷胁迫下水稻体内ROS平衡 147
4.3.5 OsPHD17调控冷胁迫下水稻黄酮、木质素合成及糖代谢途径 154
4.3.6 OsPHD17通过JA介导的信号途径调控水稻耐冷性 160
4.4 讨论 171
4.4.1 OsPHD17基因在水稻冷胁迫应答中的作用 171
4.4.2 OsPHD17参与植物冷胁迫应答的分子机制 171
4.4.3 OsPHD17通过JA介导的信号途径调控水稻耐冷性 173
4.5 结论 174
第5章 水稻miR156k和miR1435耐冷功能分析 175
5.1 研究背景 175
5.1.1 研究的目的与意义 175
5.1.2 miR156和miR1435的研究进展 177
5.2 材料与方法 179
5.2.1 实验材料 179
5.2.2 实验方法 180
5.3 结果与分析 183
5.3.1 水稻miR156k的过表达 183
5.3.2 水稻miR156k耐冷功能分析 185
5.3.3 水稻miR156k耐冷分子机制研究 187
5.3.4 miR1435转基因水稻的获得 190
5.3.5 miR1435转基因植株农艺性状调查与耐冷性评价 192
5.3.6 miR1435靶基因预测与分析 195
5.4 讨论 198
5.4.1 miR156k 在冷胁迫应答反应过程中作用机制的探讨 198
5.4.2 miR1435功能及作用机制的探讨 198
5.5 结论 199
第6章 miR535调控水稻发育及耐冷性 201
6.1 miR535的研究进展 201
6.2 材料与方法 203
6.2.1 实验材料 203
6.2.2 实验方法 204
6.3 结果与分析 207
6.3.1 陆生植物miR535进化分析 207
6.3.2 OsmiR535组织表达特性分析 210
6.3.3 OsmiR535过表达转基因水稻的构建 211
6.3.4 OsmiR535过表达影响水稻发育 212
6.3.5 OsmiR535影响水稻OsSPLs 和穗发育相关基因表达 216
6.3.6 OsmiR535冷胁迫下的表达特性分析 218
6.3.7 OsmiR535过表达降低了水稻冷胁迫耐受性 218
6.3.8 OsmiR535通过ROS途径和渗透调节水稻性 220
6.3.9 OsmiR535调控CBF依赖的基因和OsSPLs 基因表达 221
6.4 讨论 223
6.4.1 miR535调控水稻发育机制探讨 223
6.4.2 miR535调控水稻非生物胁迫应答 225
6.5 结论 226
第7章 miR408调控水稻低温和干旱胁迫应答 227
7.1 研究背景 227
7.1.1 miRNA在调控植物非生物胁迫应答的研究进展 227
7.1.2 植物miRNA逆境胁迫分子机制研究进展 233
7.1.3 miR408的研究进展 234
7.2 材料与方法 236
7.2.1 实验材料 236
7.2.2 实验方法 237
7.3 结果与分析 238
7.3.1 OsmiR408冷胁迫和干旱胁迫下表达模式分析 238
7.3.2 OsmiR408过表达转基因水稻的获得 239
7.3.3 OsmiR408过表达提高水稻耐冷性 240
7.3.4 OsmiR408过表达降低了水稻耐旱性 242
7.3.5 OsmiR408靶基因预测及表达分析 243
7.4 讨论 249
7.4.1 miR408的表达模式 249
7.4.2 miR408耐逆的机制探讨 250
7.5 结论 252
第8章 展望 253
参考文献 257
附录A 281
编后记 300