小麥全基因組組蛋白去甲基化酶HDML基因家族鑒定及功能初步分析
發(fā)布時間:2021-02-15 23:42
雜種優(yōu)勢利用機理復(fù)雜,是提高作物產(chǎn)量的重要途徑。小麥作為異源六倍體,基因組巨大,其雜種優(yōu)勢機理復(fù)雜,是小麥分子育種領(lǐng)域研究熱點。本研究通過對小麥組蛋白去甲基酶(Histone demethylase,HDML)基因家族成員進行全基因組鑒定,挖掘產(chǎn)量雜種優(yōu)勢相關(guān)基因。組蛋白去甲基酶是生物生長過程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子之一,在植物生長發(fā)育過程中發(fā)揮重要的調(diào)控機制。本研究通過對小麥現(xiàn)有基因組數(shù)據(jù)進行分析,共獲得了46個HDML家族基因,命名為Ta HDML,根據(jù)保守域的不同分為Ta LSD和Ta JMJC兩個亞族。按染色體編號排列為Ta LSD1~Ta LSD12、Ta JMJC1~Ta JMJC34。對46個Ta HDML家族基因進行系統(tǒng)生物信息學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)HDML家族基因結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出復(fù)雜多樣性,外顯子、內(nèi)含子數(shù)量較多,多數(shù)基因超過7個外顯子,1號染色體和6號染色體上Ta HDML家族基因排列位置呈現(xiàn)高同源性,其余染色體均存在Ta HDML基因分布。同源進化分析表明,小麥HDML基因與水稻、擬南芥高度同源,推測具有相似的生物學(xué)功能。通過Exp VIP-Wheat Browser(http://whe...
【文章來源】:牡丹江師范學(xué)院黑龍江省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮略詞
第1章 緒論
1.1 小麥的起源與進化
1.2 小麥利用雜種優(yōu)勢育種研究進展
1.2.1 雜種優(yōu)勢在小麥育種中的進展
1.2.2 小麥雜種優(yōu)勢的遺傳機理
1.3 表觀遺傳學(xué)研究進展
1.3.1 表觀遺傳學(xué)簡介
1.3.2 表觀遺傳學(xué)研究內(nèi)容
1.4 組蛋白去甲基化研究進展
1.5 本研究目的與意義
第2 章 小麥Ta HDML基因家族生物信息學(xué)分析
2.1 數(shù)據(jù)下載
2.1.1 小麥Ta HDML基因家族成員全基因組數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
2.1.2 小麥Ta HDML基因家族成員的鑒定
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 小麥Ta HDML基因家族鑒定與蛋白特性分析
2.2.2 小麥Ta HDML基因家族染色體定位分析
2.2.3 小麥Ta HDML基因結(jié)構(gòu)分析
2.2.4 小麥Ta HDML基因家族蛋白進化分析
2.2.5 小麥Ta HDML基因家族同源進化分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 小麥穗部產(chǎn)量相關(guān)HDML基因的鑒定與研究
3.1 材料處理與鑒定
3.1.1 試驗材料
3.1.2 二系雜交小麥組合材料的處理與取樣
3.2 候選基因的獲取
3.3 q RT-PCR表達分析
3.3.1 雜交種及雙親選配組合
3.3.2 穗部RNA的提取和c DNA的獲取
3.4 雜種優(yōu)勢相關(guān)小麥Ta HDML基因組織表達分析
3.5 本章小結(jié)
第4 章 雜種優(yōu)勢相關(guān)小麥Ta HDML基因亞細(xì)胞定位
4.1 材料與試劑
4.1.1 培養(yǎng)基的配制
4.1.2 植物材料及試劑
4.1.3 實驗儀器
4.2 Ta HDML家族4 個候選基因的克隆
4.2.1 Ta HDML家族4 個候選基因的引物
4.2.2 Ta HDML家族4 個候選基因PCR擴增
4.2.3 電泳檢測與膠回收
4.2.4 目的基因轉(zhuǎn)化TOP10感受態(tài)
4.2.5 PCR鑒定陽性克隆并測序
4.3 構(gòu)建Ta HDML-GFP載體
4.3.1 Ta HDML-GFP載體引物及基因克隆
4.3.2 電泳檢測與膠回收
4.3.3 線性化16318-eGFP載體
4.3.4 In-Fusion連接反應(yīng)
4.3.5 轉(zhuǎn)化TOP10感受態(tài)
4.3.6 PCR鑒定陽性克隆并測序
4.3.7 質(zhì)粒提取
4.4 小麥原生質(zhì)體的制備、PEG轉(zhuǎn)化及GFP熒光的觀察
4.4.1 小麥原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化試劑
4.4.2 PEG轉(zhuǎn)化及GFP熒光的觀察
4.5 結(jié)果與分析
4.5.1 候選基因擴增電泳結(jié)果
4.5.2 亞細(xì)胞定位結(jié)果與分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]簡析表觀遺傳學(xué)[J]. 陶艾艾. 中學(xué)生物學(xué). 2019(11)
[2]植物染色質(zhì)重塑復(fù)合體研究進展[J]. 郭明欣,何亞莉,許可可,趙旭升. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(13)
[3]小麥基因組研究現(xiàn)狀與展望[J]. 傅向東,劉倩,李振聲,張愛民,凌宏清,童依平,劉志勇. 中國科學(xué)院院刊. 2018(09)
[4]小麥ARF基因家族生物信息學(xué)分析及在干旱脅迫下的表達特性研究[J]. 孫仁瑋,劉永杰,王翔,張荃,張立平,孫輝,王永波,高建剛,楊衛(wèi)兵,趙昌平,高世慶,韓俊. 植物遺傳資源學(xué)報. 2018(01)
[5]作物雜種優(yōu)勢遺傳基礎(chǔ)的研究進展[J]. 商連光,高振宇,錢前. 植物學(xué)報. 2017(01)
[6]表觀遺傳學(xué)修飾的遺傳模式及其研究進展[J]. 沈雙,路則明,金景姬,蔡勇. 科學(xué)通報. 2016(36)
[7]染色質(zhì)重塑及其參與植物病害防御應(yīng)答的研究進展[J]. 洪林,魏召新,魏文輝,譚平. 植物保護. 2016(04)
[8]雜種優(yōu)勢形成的表觀遺傳學(xué)研究進展[J]. 崔會會,項超,石英堯,王文生,高用明. 植物遺傳資源學(xué)報. 2015(05)
[9]植物表觀遺傳學(xué)研究進展[J]. 韋榮昌,唐其,馬小軍,趙歡,覃喜軍,涂冬萍. 北方園藝. 2013(18)
[10]高等植物中SWI/SNF染色質(zhì)重塑研究的新進展[J]. 苑婷婷,崔素娟. 生物化學(xué)與生物物理進展. 2013(09)
博士論文
[1]擬南芥組蛋白H3K4去甲基化酶JMJ17在干旱脅迫和脫落酸應(yīng)答途徑中的功能研究[D]. 黃雙占.東北師范大學(xué) 2019
[2]逆境脅迫相關(guān)蛋白和含有JmiC結(jié)構(gòu)域的組蛋白去甲基化酶在番茄抗病中的功能研究[D]. 劉士霞.浙江大學(xué) 2018
[3]小麥bZIP轉(zhuǎn)錄因子家族中花藥發(fā)育及抗逆相關(guān)基因的功能研究[D]. 李雪垠.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[4]小麥Puroindoline A基因人工突變體的構(gòu)建、表達、抗菌活性分析及其在小麥中的功能研究[D]. 苗英杰.華中科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]小麥TaCIPK8基因的表達分析及其在轉(zhuǎn)基因煙草中抗鹽功能研究[D]. 李婷婷.華中科技大學(xué) 2017
[2]擬南芥POSF21和ABA受體PYR/PYL蛋白互作及功能分析[D]. 鐘寶.中國科學(xué)院研究生院(武漢植物園) 2016
本文編號:3035744
【文章來源】:牡丹江師范學(xué)院黑龍江省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮略詞
第1章 緒論
1.1 小麥的起源與進化
1.2 小麥利用雜種優(yōu)勢育種研究進展
1.2.1 雜種優(yōu)勢在小麥育種中的進展
1.2.2 小麥雜種優(yōu)勢的遺傳機理
1.3 表觀遺傳學(xué)研究進展
1.3.1 表觀遺傳學(xué)簡介
1.3.2 表觀遺傳學(xué)研究內(nèi)容
1.4 組蛋白去甲基化研究進展
1.5 本研究目的與意義
第2 章 小麥Ta HDML基因家族生物信息學(xué)分析
2.1 數(shù)據(jù)下載
2.1.1 小麥Ta HDML基因家族成員全基因組數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
2.1.2 小麥Ta HDML基因家族成員的鑒定
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 小麥Ta HDML基因家族鑒定與蛋白特性分析
2.2.2 小麥Ta HDML基因家族染色體定位分析
2.2.3 小麥Ta HDML基因結(jié)構(gòu)分析
2.2.4 小麥Ta HDML基因家族蛋白進化分析
2.2.5 小麥Ta HDML基因家族同源進化分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 小麥穗部產(chǎn)量相關(guān)HDML基因的鑒定與研究
3.1 材料處理與鑒定
3.1.1 試驗材料
3.1.2 二系雜交小麥組合材料的處理與取樣
3.2 候選基因的獲取
3.3 q RT-PCR表達分析
3.3.1 雜交種及雙親選配組合
3.3.2 穗部RNA的提取和c DNA的獲取
3.4 雜種優(yōu)勢相關(guān)小麥Ta HDML基因組織表達分析
3.5 本章小結(jié)
第4 章 雜種優(yōu)勢相關(guān)小麥Ta HDML基因亞細(xì)胞定位
4.1 材料與試劑
4.1.1 培養(yǎng)基的配制
4.1.2 植物材料及試劑
4.1.3 實驗儀器
4.2 Ta HDML家族4 個候選基因的克隆
4.2.1 Ta HDML家族4 個候選基因的引物
4.2.2 Ta HDML家族4 個候選基因PCR擴增
4.2.3 電泳檢測與膠回收
4.2.4 目的基因轉(zhuǎn)化TOP10感受態(tài)
4.2.5 PCR鑒定陽性克隆并測序
4.3 構(gòu)建Ta HDML-GFP載體
4.3.1 Ta HDML-GFP載體引物及基因克隆
4.3.2 電泳檢測與膠回收
4.3.3 線性化16318-eGFP載體
4.3.4 In-Fusion連接反應(yīng)
4.3.5 轉(zhuǎn)化TOP10感受態(tài)
4.3.6 PCR鑒定陽性克隆并測序
4.3.7 質(zhì)粒提取
4.4 小麥原生質(zhì)體的制備、PEG轉(zhuǎn)化及GFP熒光的觀察
4.4.1 小麥原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化試劑
4.4.2 PEG轉(zhuǎn)化及GFP熒光的觀察
4.5 結(jié)果與分析
4.5.1 候選基因擴增電泳結(jié)果
4.5.2 亞細(xì)胞定位結(jié)果與分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]簡析表觀遺傳學(xué)[J]. 陶艾艾. 中學(xué)生物學(xué). 2019(11)
[2]植物染色質(zhì)重塑復(fù)合體研究進展[J]. 郭明欣,何亞莉,許可可,趙旭升. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(13)
[3]小麥基因組研究現(xiàn)狀與展望[J]. 傅向東,劉倩,李振聲,張愛民,凌宏清,童依平,劉志勇. 中國科學(xué)院院刊. 2018(09)
[4]小麥ARF基因家族生物信息學(xué)分析及在干旱脅迫下的表達特性研究[J]. 孫仁瑋,劉永杰,王翔,張荃,張立平,孫輝,王永波,高建剛,楊衛(wèi)兵,趙昌平,高世慶,韓俊. 植物遺傳資源學(xué)報. 2018(01)
[5]作物雜種優(yōu)勢遺傳基礎(chǔ)的研究進展[J]. 商連光,高振宇,錢前. 植物學(xué)報. 2017(01)
[6]表觀遺傳學(xué)修飾的遺傳模式及其研究進展[J]. 沈雙,路則明,金景姬,蔡勇. 科學(xué)通報. 2016(36)
[7]染色質(zhì)重塑及其參與植物病害防御應(yīng)答的研究進展[J]. 洪林,魏召新,魏文輝,譚平. 植物保護. 2016(04)
[8]雜種優(yōu)勢形成的表觀遺傳學(xué)研究進展[J]. 崔會會,項超,石英堯,王文生,高用明. 植物遺傳資源學(xué)報. 2015(05)
[9]植物表觀遺傳學(xué)研究進展[J]. 韋榮昌,唐其,馬小軍,趙歡,覃喜軍,涂冬萍. 北方園藝. 2013(18)
[10]高等植物中SWI/SNF染色質(zhì)重塑研究的新進展[J]. 苑婷婷,崔素娟. 生物化學(xué)與生物物理進展. 2013(09)
博士論文
[1]擬南芥組蛋白H3K4去甲基化酶JMJ17在干旱脅迫和脫落酸應(yīng)答途徑中的功能研究[D]. 黃雙占.東北師范大學(xué) 2019
[2]逆境脅迫相關(guān)蛋白和含有JmiC結(jié)構(gòu)域的組蛋白去甲基化酶在番茄抗病中的功能研究[D]. 劉士霞.浙江大學(xué) 2018
[3]小麥bZIP轉(zhuǎn)錄因子家族中花藥發(fā)育及抗逆相關(guān)基因的功能研究[D]. 李雪垠.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[4]小麥Puroindoline A基因人工突變體的構(gòu)建、表達、抗菌活性分析及其在小麥中的功能研究[D]. 苗英杰.華中科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]小麥TaCIPK8基因的表達分析及其在轉(zhuǎn)基因煙草中抗鹽功能研究[D]. 李婷婷.華中科技大學(xué) 2017
[2]擬南芥POSF21和ABA受體PYR/PYL蛋白互作及功能分析[D]. 鐘寶.中國科學(xué)院研究生院(武漢植物園) 2016
本文編號:3035744
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