煙草抗蟲相關(guān)候選負(fù)調(diào)控因子(NtCYP450和NtJIH1)的基因編輯及素材制備
發(fā)布時間:2021-05-10 17:30
眾多農(nóng)作物都面臨著蟲害的威脅,我國每年因為蟲害威脅而損失的植物總量較大。據(jù)報道,蟲害每年我國的農(nóng)作物造成的損失高達(dá)近500億斤。煙草(Nicotiana tabacum)作為一種重要的模式植物而被廣泛用來研究植物與昆蟲互作關(guān)系,以煙草為模式植物來研究植物的抗蟲機制,對于培育抗蟲農(nóng)作物品種具有重要的理論及實踐意義。目前我國針對農(nóng)作物蟲害的防治仍然以化學(xué)防治為主,生物防治為輔的狀況。但這些防蟲措施,尤其是化學(xué)防治,不僅給我們環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染,而且也使害蟲產(chǎn)生強烈的耐藥性。盡管生物防治不會造成環(huán)境污染,但是防治害蟲所用的性信息素一方面合成較為困難,另一方面性信息素較為特異,往往一種害蟲對應(yīng)一種性信息素,這也極大的限制了它的應(yīng)用。通過基因工程培育抗蟲害植物品種是伴隨著分子生物學(xué)手段的進(jìn)步而出現(xiàn)的一種比較理想的防治害蟲的措施。近年來,最先出現(xiàn)的是利用Bt毒蛋白制備的抗蟲轉(zhuǎn)基因植株,雖然防治害蟲的效果較好。但是,隨著Bt作物的種植,害蟲對Bt耐受性逐年增強。挖掘植物抗蟲相關(guān)負(fù)調(diào)控因子,通過基因工程手段失活或調(diào)低對應(yīng)基因進(jìn)而培育抗蟲品種是被認(rèn)為是未來作物抗蟲分子育種有一定潛力的方向。本項研究以栽...
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 文獻(xiàn)綜述
1.1 植物害蟲的研究
1.1.1 危害植物的主要害蟲種類及危害特性
1.1.2 植物抗蟲反應(yīng)及主要的信號途徑
1.2 生產(chǎn)上防治害蟲的措施
1.2.1 物理防治
1.2.2 化學(xué)防治
1.2.3 生物防治
1.2.4 基因工程防治
1.3 植物抗蟲相關(guān)負(fù)調(diào)控因子的研究
1.3.1 Cytochrome P450 在植物中的抗蟲研究及其他功能
1.3.2 Jasmonoyl-L-isoleucine hydrolase1(JIH1)在植物中的抗蟲研究
1.4 評價植物抗蟲生理生化指標(biāo)的相關(guān)研究
1.4.1 植物胼胝質(zhì)(Plant callose)
1.4.2 植物過氧化氫酶(Plant catalase)
1.4.3 植物胰蛋白酶抑制劑(Plant trypsin inhibitor)
1.4.4 植物激素(Plant hormone)
第2章 引言
2.1 研究背景與目的意義
2.2 研究內(nèi)容
2.2.1 NtJIH1及NtCYP450 的鑒定及表達(dá)模式分析
2.2.2 NtJIH1及NtCYP450 的過表達(dá)及敲除
2.2.3 NtJIH1及NtCYP450 突變體的抗蟲檢測及抗性指標(biāo)檢測
2.3 研究路線
第3章 NtJIH1和NtCYP450 的鑒定及表達(dá)模式分析
3.1 實驗材料與試劑
3.1.1 物種數(shù)據(jù)的獲取
3.1.2 供試植物與昆蟲的選取
3.1.3 分析軟件及網(wǎng)站
3.1.4 主要試劑及耗材
3.1.5 主要儀器
3.1.6 主要溶液配制
3.2 實驗方法與步驟
3.2.1 植物處理
3.2.2 提取植物組織總RNA
3.2.3 將RNA反轉(zhuǎn)錄成c DNA
3.2.4 熒光定量PCR(q RT-PCR)檢測
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 NtJIH1的鑒定及表達(dá)模式分析
3.3.2 NtCYP450的鑒定及表達(dá)模式分析
3.4 小結(jié)與討論
第4章 NtJIH1及NtCYP450 的過表達(dá)及敲除
4.1 實驗材料與試劑
4.1.1 實驗材料
4.1.2 主要實驗試劑
4.1.3 主要儀器
4.1.4 主要溶液配制
4.2 實驗方法與步驟
4.2.1 目的基因的獲取
4.2.2 目的基因NtCYP450-1、NtCYP450-2、NtCYP450-3、NtJIH1-1、NtJIH1-2PCR擴增
4.2.3 目的基因的回收
4.2.4 目的基因的連接轉(zhuǎn)化
4.2.5 陽性克隆檢測
4.2.6 基因敲除靶位點的設(shè)計
4.2.7 敲除載體的構(gòu)建
4.2.8 植物過表達(dá)載體的構(gòu)建
4.2.9 表達(dá)載體轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌
4.2.10 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化煙草葉片
4.2.11 陽性植株的篩選
4.2.12 RNA的提取,反轉(zhuǎn)錄及q RT-PCR檢測
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 NtJIH1與NtCYP450的CDS序列的擴增
4.3.2 敲除載體及植物過表達(dá)載體的構(gòu)建
4.3.3 農(nóng)桿菌陽性轉(zhuǎn)化子的篩選
4.3.4 再生植株的獲取及陽性植株的篩選
4.3.5 獲得的突變株及過表達(dá)植株的數(shù)量統(tǒng)計
4.3.6 獲得的突變株脫靶位點的分析
4.3.7 獲得的突變株防御相關(guān)基因的檢測
4.4 小結(jié)與討論
第5章 NtJIH1及NtCYP450 突變體的抗蟲檢測及抗性指標(biāo)檢測
5.1 實驗材料與試劑
5.1.1 供試植物與昆蟲的選取
5.1.2 主要耗材及主要儀器
5.1.3 實驗試劑
5.2 實驗方法與步驟
5.2.1 突變體及過表達(dá)植株對棉鈴蟲體重及對蚜蟲后代繁殖量的影響
5.2.2 植物胼胝質(zhì),胰蛋白抑制劑,激素茉莉酸、水楊酸和乙烯及脂肪酸含量的ELISA法測定
5.2.3 植物過氧化氫酶(CAT)含量的測定
5.2.4 植物組織樣品的熒光定量PCR檢測
5.3 結(jié)果與分析
5.3.1 NtJIH1突變體及轉(zhuǎn)基因植株對棉鈴蟲的抗性檢測及抗性指標(biāo)的檢測
5.3.2 NtJIH1突變體及轉(zhuǎn)基因植株對桃蚜的抗性檢測及抗性指標(biāo)的檢測
5.3.3 NtCYP450突變體對棉鈴蟲的抗性檢測及抗性指標(biāo)的檢測
5.3.4 NtCYP450突變體對桃蚜的抗性檢測及抗性指標(biāo)的檢測
5.3.5 NtJIH1-1純合突變株的表型觀察
5.4 小結(jié)與討論
第6章 綜合與討論
參考文獻(xiàn)
在讀期間發(fā)表論文及參與課題
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物對蚜蟲危害的防御響應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 楊珍,鐘肖,馮佩,馬琪琪,蘇奇,王香萍,張建民. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(02)
[2]Current understanding of maize and rice defense against insect herbivores[J]. Jinfeng Qi,Saif ul Malook,Guojing Shen,Lei Gao,Cuiping Zhang,Jing Li,Jingxiong Zhang,Lei Wang,Jianqiang Wu. Plant Diversity. 2018(04)
[3]不同品種棉花與棉鈴蟲互作過程中的酶活力變化[J]. 張肖麗,張帥,雒珺瑜,張桂寅,崔金杰. 中國棉花. 2018(05)
[4]榆樹葉片蟲癭形成過程中茉莉酸含量及相關(guān)防御酶活性的變化[J]. 黃智鴻,劉洋,史寶林,魏東,陳建新,盧海博,高寶嘉. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2016(03)
[5]對農(nóng)業(yè)病蟲害防治的探討[J]. 王喜臣. 吉林農(nóng)業(yè). 2015(01)
[6]植物抗蟲性研究概況[J]. 楊乃博,伍蘇然,沈林波,張樹珍,楊本鵬. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(09)
[7]CRISPR在細(xì)菌分型和進(jìn)化中的研究進(jìn)展[J]. 王建,邱少富,宋宏彬,孫巖松. 生物技術(shù)通訊. 2013(03)
[8]幾種重要植物次生代謝防御反應(yīng)物質(zhì)的生物合成途徑及分子調(diào)控機制研究進(jìn)展[J]. 楊欣,徐艷紅,魏建和,劉娟,張巖. 生物技術(shù)通訊. 2013(02)
[9]植物與植食性昆蟲相互作用的分子機制[J]. 劉志源,孫玉誠,王國紅. 應(yīng)用昆蟲學(xué)報. 2012(06)
[10]植物中的活性氧研究概述[J]. 張怡,路鐵剛. 生物技術(shù)進(jìn)展. 2011(04)
碩士論文
[1]云南煙草農(nóng)藥施用與殘留現(xiàn)狀調(diào)查研究[D]. 李劍馨.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[2]甜菜夜蛾對光和性信息素行為反應(yīng)及其應(yīng)用研究[D]. 程文杰.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]新疆不同棉花品種(系)的抗蚜性評價及其抗性機理研究[D]. 蘆屹.石河子大學(xué) 2008
本文編號:3179768
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 文獻(xiàn)綜述
1.1 植物害蟲的研究
1.1.1 危害植物的主要害蟲種類及危害特性
1.1.2 植物抗蟲反應(yīng)及主要的信號途徑
1.2 生產(chǎn)上防治害蟲的措施
1.2.1 物理防治
1.2.2 化學(xué)防治
1.2.3 生物防治
1.2.4 基因工程防治
1.3 植物抗蟲相關(guān)負(fù)調(diào)控因子的研究
1.3.1 Cytochrome P450 在植物中的抗蟲研究及其他功能
1.3.2 Jasmonoyl-L-isoleucine hydrolase1(JIH1)在植物中的抗蟲研究
1.4 評價植物抗蟲生理生化指標(biāo)的相關(guān)研究
1.4.1 植物胼胝質(zhì)(Plant callose)
1.4.2 植物過氧化氫酶(Plant catalase)
1.4.3 植物胰蛋白酶抑制劑(Plant trypsin inhibitor)
1.4.4 植物激素(Plant hormone)
第2章 引言
2.1 研究背景與目的意義
2.2 研究內(nèi)容
2.2.1 NtJIH1及NtCYP450 的鑒定及表達(dá)模式分析
2.2.2 NtJIH1及NtCYP450 的過表達(dá)及敲除
2.2.3 NtJIH1及NtCYP450 突變體的抗蟲檢測及抗性指標(biāo)檢測
2.3 研究路線
第3章 NtJIH1和NtCYP450 的鑒定及表達(dá)模式分析
3.1 實驗材料與試劑
3.1.1 物種數(shù)據(jù)的獲取
3.1.2 供試植物與昆蟲的選取
3.1.3 分析軟件及網(wǎng)站
3.1.4 主要試劑及耗材
3.1.5 主要儀器
3.1.6 主要溶液配制
3.2 實驗方法與步驟
3.2.1 植物處理
3.2.2 提取植物組織總RNA
3.2.3 將RNA反轉(zhuǎn)錄成c DNA
3.2.4 熒光定量PCR(q RT-PCR)檢測
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 NtJIH1的鑒定及表達(dá)模式分析
3.3.2 NtCYP450的鑒定及表達(dá)模式分析
3.4 小結(jié)與討論
第4章 NtJIH1及NtCYP450 的過表達(dá)及敲除
4.1 實驗材料與試劑
4.1.1 實驗材料
4.1.2 主要實驗試劑
4.1.3 主要儀器
4.1.4 主要溶液配制
4.2 實驗方法與步驟
4.2.1 目的基因的獲取
4.2.2 目的基因NtCYP450-1、NtCYP450-2、NtCYP450-3、NtJIH1-1、NtJIH1-2PCR擴增
4.2.3 目的基因的回收
4.2.4 目的基因的連接轉(zhuǎn)化
4.2.5 陽性克隆檢測
4.2.6 基因敲除靶位點的設(shè)計
4.2.7 敲除載體的構(gòu)建
4.2.8 植物過表達(dá)載體的構(gòu)建
4.2.9 表達(dá)載體轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌
4.2.10 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化煙草葉片
4.2.11 陽性植株的篩選
4.2.12 RNA的提取,反轉(zhuǎn)錄及q RT-PCR檢測
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 NtJIH1與NtCYP450的CDS序列的擴增
4.3.2 敲除載體及植物過表達(dá)載體的構(gòu)建
4.3.3 農(nóng)桿菌陽性轉(zhuǎn)化子的篩選
4.3.4 再生植株的獲取及陽性植株的篩選
4.3.5 獲得的突變株及過表達(dá)植株的數(shù)量統(tǒng)計
4.3.6 獲得的突變株脫靶位點的分析
4.3.7 獲得的突變株防御相關(guān)基因的檢測
4.4 小結(jié)與討論
第5章 NtJIH1及NtCYP450 突變體的抗蟲檢測及抗性指標(biāo)檢測
5.1 實驗材料與試劑
5.1.1 供試植物與昆蟲的選取
5.1.2 主要耗材及主要儀器
5.1.3 實驗試劑
5.2 實驗方法與步驟
5.2.1 突變體及過表達(dá)植株對棉鈴蟲體重及對蚜蟲后代繁殖量的影響
5.2.2 植物胼胝質(zhì),胰蛋白抑制劑,激素茉莉酸、水楊酸和乙烯及脂肪酸含量的ELISA法測定
5.2.3 植物過氧化氫酶(CAT)含量的測定
5.2.4 植物組織樣品的熒光定量PCR檢測
5.3 結(jié)果與分析
5.3.1 NtJIH1突變體及轉(zhuǎn)基因植株對棉鈴蟲的抗性檢測及抗性指標(biāo)的檢測
5.3.2 NtJIH1突變體及轉(zhuǎn)基因植株對桃蚜的抗性檢測及抗性指標(biāo)的檢測
5.3.3 NtCYP450突變體對棉鈴蟲的抗性檢測及抗性指標(biāo)的檢測
5.3.4 NtCYP450突變體對桃蚜的抗性檢測及抗性指標(biāo)的檢測
5.3.5 NtJIH1-1純合突變株的表型觀察
5.4 小結(jié)與討論
第6章 綜合與討論
參考文獻(xiàn)
在讀期間發(fā)表論文及參與課題
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物對蚜蟲危害的防御響應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 楊珍,鐘肖,馮佩,馬琪琪,蘇奇,王香萍,張建民. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(02)
[2]Current understanding of maize and rice defense against insect herbivores[J]. Jinfeng Qi,Saif ul Malook,Guojing Shen,Lei Gao,Cuiping Zhang,Jing Li,Jingxiong Zhang,Lei Wang,Jianqiang Wu. Plant Diversity. 2018(04)
[3]不同品種棉花與棉鈴蟲互作過程中的酶活力變化[J]. 張肖麗,張帥,雒珺瑜,張桂寅,崔金杰. 中國棉花. 2018(05)
[4]榆樹葉片蟲癭形成過程中茉莉酸含量及相關(guān)防御酶活性的變化[J]. 黃智鴻,劉洋,史寶林,魏東,陳建新,盧海博,高寶嘉. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2016(03)
[5]對農(nóng)業(yè)病蟲害防治的探討[J]. 王喜臣. 吉林農(nóng)業(yè). 2015(01)
[6]植物抗蟲性研究概況[J]. 楊乃博,伍蘇然,沈林波,張樹珍,楊本鵬. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(09)
[7]CRISPR在細(xì)菌分型和進(jìn)化中的研究進(jìn)展[J]. 王建,邱少富,宋宏彬,孫巖松. 生物技術(shù)通訊. 2013(03)
[8]幾種重要植物次生代謝防御反應(yīng)物質(zhì)的生物合成途徑及分子調(diào)控機制研究進(jìn)展[J]. 楊欣,徐艷紅,魏建和,劉娟,張巖. 生物技術(shù)通訊. 2013(02)
[9]植物與植食性昆蟲相互作用的分子機制[J]. 劉志源,孫玉誠,王國紅. 應(yīng)用昆蟲學(xué)報. 2012(06)
[10]植物中的活性氧研究概述[J]. 張怡,路鐵剛. 生物技術(shù)進(jìn)展. 2011(04)
碩士論文
[1]云南煙草農(nóng)藥施用與殘留現(xiàn)狀調(diào)查研究[D]. 李劍馨.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[2]甜菜夜蛾對光和性信息素行為反應(yīng)及其應(yīng)用研究[D]. 程文杰.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]新疆不同棉花品種(系)的抗蚜性評價及其抗性機理研究[D]. 蘆屹.石河子大學(xué) 2008
本文編號:3179768
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