棉花是重要的經(jīng)濟作物,鹽脅迫和干旱脅迫嚴重的制約棉花的產(chǎn)量和纖維質(zhì)量。DNA甲基化和去甲基化是最早發(fā)現(xiàn)的表觀遺傳修飾途徑之一,是一種穩(wěn)定但可逆的表觀遺傳標記。DNA主動去甲基化需要DNA去甲基化酶的催化和維持,DNA去甲基化酶在植物的生長發(fā)育及生物脅迫和非生物脅迫過程中發(fā)揮著重要的作用,因此研究DNA去甲基化酶基因在棉花鹽脅迫和干旱脅迫中的作用,可為棉花的抗逆育種提供新參考。本研究在全基因組水平上對棉花中DNA去甲基化酶基因家族成員進行鑒定,克隆了陸地棉中編碼DNA去甲基化酶的GhDME3基因,分析了GhDME3基因的表達特性及在脅迫條件下的生物學功能。1.利用生物信息學的方法,在陸地棉中鑒定了10個DNA去甲基化酶基因家族成員,命名為GhDME1-GhDME10�；蚪Y(jié)構(gòu)和系統(tǒng)進化發(fā)育分析表明,陸地棉中DNA去甲基化酶基因家族被分為ROS1、DME、DML2和DML3四個亞族,并且同一亞族中的基因具有相似的外顯子和內(nèi)含子數(shù)。轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析表明,DNA去甲基化酶基因家族各成員在不同的組織器官中表達量不同,在葉片中的表達量最高。冷脅迫、熱脅迫、鹽脅迫和干旱脅迫均誘導DNA去甲基化酶基因表... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學山東省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
符號說明
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 表觀遺傳學
        1.1.1 組蛋白修飾
        1.1.2 非編碼RNA
        1.1.3 DNA甲基化及去甲基化
    1.2 DNA去甲基化
        1.2.1 被動去甲基化
        1.2.2 主動去甲基化
    1.3 DNA去甲基化的功能
        1.3.1 DNA去甲基化在植物生長發(fā)育中的作用
        1.3.2 植物中DNA去甲基化對脅迫影響
        1.3.3 棉花逆境脅迫下DNA甲基化和去甲基化的研究
    1.4 本研究的目的和意義
2 材料與方法
    2.1 材料與試劑
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌株和質(zhì)粒
        2.1.3 抗生素及藥品
        2.1.4 主要試劑
    2.2 試驗方法
        2.2.1 DNA去甲基化酶基因家族成員鑒定與分析
        2.2.2 熒光定量檢測相對表達量
        2.2.3 VIGS載體構(gòu)建
        2.2.4 農(nóng)桿菌介導的棉花VIGS實驗
        2.2.5 棉花敲除效率檢測
        2.2.6 鹽脅迫和干旱脅迫處理后基因沉默棉花的表型鑒定
        2.2.7 相關(guān)生理指標測定
        2.2.8 過表達載體構(gòu)建
        2.2.9 蘸花法轉(zhuǎn)化擬南芥
        2.2.10 篩選擬南芥陽性克隆種子
        2.2.11 轉(zhuǎn)基因擬南芥基因表達分析
        2.2.12 鹽脅迫和干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因擬南芥的表型鑒定
3 結(jié)果與分析
    3.1 陸地棉D(zhuǎn)NA去甲基化酶基因家族成員鑒定
        3.1.1 陸地棉基因組DNA去甲基化酶基因鑒定
        3.1.2 陸地棉D(zhuǎn)NA去甲基化酶基因序列分析
        3.1.3 陸地棉D(zhuǎn)NA去甲基化酶基因系統(tǒng)發(fā)育樹分析
        3.1.4 陸地棉D(zhuǎn)NA去甲基化酶基因轉(zhuǎn)錄表達譜分析
    3.2 陸地棉D(zhuǎn)NA去甲基化酶基因表達特性分析
    3.3 陸地棉GhDME3 基因生物信息學分析
    3.4 棉花GhDME3 基因的VIGS植株分子鑒定與表型分析
        3.4.1 陸地棉GhDME3 基因的VIGS載體構(gòu)建
        3.4.2 陽性對照pTRV:GhCLA1 基因沉默棉花表型
        3.4.3 陸地棉GhDME3 基因沉默表達量檢測
        3.4.4 鹽脅迫下沉默GhDME3 基因的棉花植株表型鑒定及生理指標測定
        3.4.5 干旱脅迫下GhDME3 基因沉默的棉花植株表型鑒定及生理指標測定
    3.5 擬南芥轉(zhuǎn)化結(jié)果分析
        3.5.1 GhDME3 基因的過表達擬南芥載體的構(gòu)建
        3.5.2 過表達GhDME3 基因的擬南芥陽性植株的篩選
        3.5.3 過表達GhDME3 基因的擬南芥分子鑒定
        3.5.4 鹽脅迫和干旱脅迫下轉(zhuǎn)GhDME3 基因擬南芥表型鑒定
4 討論
    4.1 陸地棉D(zhuǎn)NA去甲基化酶基因分析
    4.2 VIGS結(jié)果分析
    4.3 轉(zhuǎn)基因擬南芥表型分析
5 結(jié)論
參考文獻
附錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]The mechanism and function of active DNA demethylation in plants[J]. Ruie Liu,Zhaobo Lang.  Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[2]病毒誘導的基因沉默技術(shù)在雙子葉植物中的應用研究進展[J]. 張琴琴,紀兆林,朱峰.  河南農(nóng)業(yè)科學. 2020(02)
[3]植物組蛋白賴氨酸甲基化建立過程及其遺傳性研究進展[J]. 周偉,王宇,解莉楠.  生物技術(shù)通報. 2020(04)
[4]棉花抗旱研究進展[J]. 李騰宇,湯孟玲,曹躍芬,趙燕昊,王中秋,孫晨棟.  江蘇農(nóng)業(yè)科學. 2019(20)
[5]Histone modifications and their regulatory roles in plant development and environmental memory[J]. Ting Zhao,Zhenping Zhan,Danhua Jiang.  Journal of Genetics and Genomics. 2019(10)
[6]棉花VIGS病毒載體的構(gòu)建及其在抗病基因功能鑒定的應用[J]. 李建平,郝曉燕,李琴,高升旗,常曉春,陳勛基,足木熱木·吐爾遜,陳果,黃全生.  新疆農(nóng)業(yè)科學. 2018(07)
[7]植物中病毒誘導基因沉默技術(shù)的研究與應用進展[J]. 李姣,于宗霞,馮寶民.  分子植物育種. 2019(05)
[8]植物群體表觀遺傳學研究進展[J]. 劉樂樂,杜寧,裴翠萍,郭衛(wèi)華.  生態(tài)學雜志. 2017(09)
[9]表觀遺傳變異在植物雜交與多倍化過程中的作用[J]. 李霖鋒,劉寶.  生物多樣性. 2017(06)
[10]表觀遺傳學及其研究方法[J]. 朱鋒,王旭,劉倩瑩,陸啟榮,黃德玉,劉振利,戴夢紅,袁宗輝.  現(xiàn)代生物醫(yī)學進展. 2017(12)



本文編號：3190345