甘蔗部分磷素響應(yīng)關(guān)鍵基因的克隆及表達(dá)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-12-17 23:47
磷素作為甘蔗生長(zhǎng)發(fā)育的必需肥料元素之一,在甘蔗生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段起著至關(guān)重要的作用,如適量施磷不僅可以促進(jìn)甘蔗根、莖、葉等組織器官的形態(tài)建成,而且可以有效改善甘蔗莖徑、有效莖數(shù)、單莖重,進(jìn)而貢獻(xiàn)于甘蔗產(chǎn)量的增加。研究者們對(duì)我國(guó)多個(gè)蔗區(qū)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),大部分蔗區(qū)的有效磷含量仍處于中等以下水平,且蔗區(qū)的磷素利用效率也相對(duì)低下,僅為6.7%-15.3%。近年來(lái),人們通過(guò)對(duì)一些模式植物擬南芥、水稻進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)分子手段進(jìn)行磷高效種質(zhì)材料的改良、創(chuàng)新可大大改善植物自身磷素利用率過(guò)低這一現(xiàn)狀。本研究以轉(zhuǎn)錄組測(cè)序建立的unigene數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),對(duì)其中參與甘蔗磷素響應(yīng)調(diào)控基因進(jìn)行發(fā)掘。并以轉(zhuǎn)錄組測(cè)序所獲序列為模板,設(shè)計(jì)特異性克隆引物,對(duì)其中的部分關(guān)鍵基因完成克隆和表達(dá)模式分析。旨在揭示甘蔗磷素響應(yīng)調(diào)控過(guò)程的相應(yīng)基因,為下一步進(jìn)行磷高效甘蔗種質(zhì)創(chuàng)新和篩選鑒定奠定基礎(chǔ)。主要結(jié)果與結(jié)論如下:1.應(yīng)用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序建立的unigene數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)甘蔗磷素響應(yīng)調(diào)控基因完成注釋,從中我們共注釋出130條unigene信息,它們分別編碼甘蔗的ScPHR1-3(7 條)、ScSPX1-6(12 條)、ScPAP2(4 條...
【文章來(lái)源】:福建農(nóng)林大學(xué)福建省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 綜述
1 研究背景
1.1 甘蔗簡(jiǎn)介
1.2 我國(guó)甘蔗生產(chǎn)現(xiàn)狀及面臨的問(wèn)題
1.3 磷與甘蔗生長(zhǎng)
2 研究現(xiàn)狀
2.1 植物磷素響應(yīng)調(diào)控的研究現(xiàn)狀
2.2 激素物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)導(dǎo)與磷素響應(yīng)調(diào)控
2.3 磷酸酶合成、代謝與磷素響應(yīng)調(diào)控
2.4 磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)體與磷素響應(yīng)調(diào)控
2.5 含SPX結(jié)構(gòu)基因與磷素響應(yīng)調(diào)控
2.6 轉(zhuǎn)錄調(diào)控與磷素響應(yīng)調(diào)控
2.7 microRNA與磷素響應(yīng)調(diào)控
3 本研究立論依據(jù)及研究意義
4 技術(shù)路線
第二章 材料與方法
1 材料
2 藥品與試劑
3 實(shí)驗(yàn)方法
3.1 甘蔗磷素響應(yīng)調(diào)控基因的發(fā)掘
3.2 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6基因的克隆
3.3 生物信息學(xué)分析
3.4 組織特異性表達(dá)分析
3.5 亞細(xì)胞定位分析
3.6 原核表達(dá)分析
第三章 結(jié)果與分析
0 甘蔗磷素響應(yīng)調(diào)控基因的注釋
1 甘蔗ScPHR1-3及ScSPX1-6基因的克隆
2 基于甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6基因的生物信息學(xué)分析
2.1 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
2.2 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
2.3 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6蛋白信號(hào)肽預(yù)測(cè)
2.4 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6蛋白親水性/疏水性分析
2.5 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6蛋白結(jié)構(gòu)域分析
2.6 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6基因功能預(yù)測(cè)分析
2.7 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6基因同源性分析及系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)構(gòu)建
3 組織特異性表達(dá)分析結(jié)果
4 亞細(xì)胞定位分析結(jié)果
5 原核表達(dá)分析結(jié)果
第四章 討論與展望
1 討論
1.1 甘蔗磷素響應(yīng)調(diào)控基因的注釋
1.2 甘蔗PHRs家族基因的克隆及表達(dá)分析
1.3 甘蔗SPXs家族基因的克隆及表達(dá)分析
2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄A 甘蔗轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)中磷素響應(yīng)調(diào)控基因的注釋
附錄B 甘蔗樣品材料RNA的提取及cDNA第一鏈的合成
附錄C 本研究中所用引物信息
附錄D 本研究中克隆所獲序列
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]玉米磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因ZmPht3;1的克隆和功能分析[J]. 吳珊,林丹. 生物技術(shù)通報(bào). 2016(12)
[2]小麥低磷響應(yīng)基因的篩選與表達(dá)分析[J]. 尚文靜,賈利華,史磊,林德立,劉娜,鄭文明. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]豆科植物Pht1磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族基因的研究進(jìn)展[J]. 陳麗玉,秦璐,趙靜,廖紅. 大豆科學(xué). 2015(06)
[4]磷素對(duì)不同基因型甘蔗生長(zhǎng)的影響[J]. 趙麗萍,劉家勇,昝逢剛,趙培方,趙俊,朱建榮,楊昆,覃偉,姚麗,夏紅明,陳學(xué)寬,吳才文. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
[5]優(yōu)化施肥對(duì)甘蔗產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及肥料利用率的影響[J]. 黃振瑞,周文靈,江永,李奇?zhèn)?陳清,張福鎖. 熱帶作物學(xué)報(bào). 2015(09)
[6]擬南芥SPX1蛋白原核表達(dá)及純化分析[J]. 胡濤,安艷,呂群丹,徐英武. 生物技術(shù)通報(bào). 2015(08)
[7]濱麥草與百薩偃麥草PHR1基因的克隆及序列分析[J]. 張雪瑩,李太強(qiáng),王洪剛,李興鋒. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(08)
[8]磷水平對(duì)不同基因型甘蔗苗期根系性狀的影響[J]. 鄭超,李奇?zhèn)?黃振瑞,敖俊華,劉可星. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(02)
[9]廣西桂南蔗區(qū)土壤養(yǎng)分狀況調(diào)查分析[J]. 曾艷,黃金生,周柳強(qiáng),謝如林,劉永賢,譚裕模,譚宏偉. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2014(12)
[10]滇西南勐永蔗區(qū)土壤肥力的綜合評(píng)價(jià)[J]. 方志存,劉少春,高欣欣,刀靜梅. 作物研究. 2015(01)
博士論文
[1]水稻獨(dú)腳金內(nèi)酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白同源基因參與根毛發(fā)育及響應(yīng)外界氮磷養(yǎng)分的研究[D]. 馮永坤.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]擬南芥WRKY28和WRKY42調(diào)控磷吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制研究[D]. 張飛萃.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]小麥磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因TaPHT2;1和TaPT2介導(dǎo)植株吸收利用磷素的生物學(xué)功能研究[D]. 郭程瑾.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[4]擬南芥WRKY45轉(zhuǎn)錄因子參與響應(yīng)低磷脅迫的實(shí)驗(yàn)證據(jù)[D]. 王慧.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]低磷脅迫誘導(dǎo)植物酸性磷酸酶的分子調(diào)控機(jī)制[D]. 張燁.清華大學(xué) 2014
[6]水稻磷信號(hào)和磷平衡中心調(diào)控因子的負(fù)反饋調(diào)控機(jī)制研究[D]. 王智燁.浙江大學(xué) 2013
[7]水稻磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體PHT1家族翻譯后調(diào)控的分子機(jī)制研究[D]. 陳婕妤.浙江大學(xué) 2013
[8]水稻磷素吸收的生理和分子基礎(chǔ)研究[D]. 韓勝芳.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]水稻磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因OsPht2;1的功能研究[D]. 史書(shū)林.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[2]水稻低磷脅迫響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子基因OsWRKY1的表達(dá)模式與功能鑒定[D]. 戴曉莉.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[3]水稻miR393基因家族的表達(dá)模式及其對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響[D]. 解亞坤.浙江大學(xué) 2011
[4]甘蔗與斑茅雜交后代GISH體系構(gòu)建及F1染色體組成[D]. 吳嘉云.福建農(nóng)林大學(xué) 2010
[5]玉米根系對(duì)低磷脅迫響應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組分析[D]. 許長(zhǎng)征.山東大學(xué) 2009
[6]水稻OsSPX家族表達(dá)特征分析[D]. 黃紅杰.浙江大學(xué) 2006
[7]土壤無(wú)機(jī)磷組成及生物有效性研究[D]. 陸海明.揚(yáng)州大學(xué) 2003
本文編號(hào):3541191
【文章來(lái)源】:福建農(nóng)林大學(xué)福建省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 綜述
1 研究背景
1.1 甘蔗簡(jiǎn)介
1.2 我國(guó)甘蔗生產(chǎn)現(xiàn)狀及面臨的問(wèn)題
1.3 磷與甘蔗生長(zhǎng)
2 研究現(xiàn)狀
2.1 植物磷素響應(yīng)調(diào)控的研究現(xiàn)狀
2.2 激素物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)導(dǎo)與磷素響應(yīng)調(diào)控
2.3 磷酸酶合成、代謝與磷素響應(yīng)調(diào)控
2.4 磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)體與磷素響應(yīng)調(diào)控
2.5 含SPX結(jié)構(gòu)基因與磷素響應(yīng)調(diào)控
2.6 轉(zhuǎn)錄調(diào)控與磷素響應(yīng)調(diào)控
2.7 microRNA與磷素響應(yīng)調(diào)控
3 本研究立論依據(jù)及研究意義
4 技術(shù)路線
第二章 材料與方法
1 材料
2 藥品與試劑
3 實(shí)驗(yàn)方法
3.1 甘蔗磷素響應(yīng)調(diào)控基因的發(fā)掘
3.2 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6基因的克隆
3.3 生物信息學(xué)分析
3.4 組織特異性表達(dá)分析
3.5 亞細(xì)胞定位分析
3.6 原核表達(dá)分析
第三章 結(jié)果與分析
0 甘蔗磷素響應(yīng)調(diào)控基因的注釋
1 甘蔗ScPHR1-3及ScSPX1-6基因的克隆
2 基于甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6基因的生物信息學(xué)分析
2.1 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
2.2 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
2.3 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6蛋白信號(hào)肽預(yù)測(cè)
2.4 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6蛋白親水性/疏水性分析
2.5 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6蛋白結(jié)構(gòu)域分析
2.6 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6基因功能預(yù)測(cè)分析
2.7 甘蔗ScPHR1-3和ScSPX1-6基因同源性分析及系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)構(gòu)建
3 組織特異性表達(dá)分析結(jié)果
4 亞細(xì)胞定位分析結(jié)果
5 原核表達(dá)分析結(jié)果
第四章 討論與展望
1 討論
1.1 甘蔗磷素響應(yīng)調(diào)控基因的注釋
1.2 甘蔗PHRs家族基因的克隆及表達(dá)分析
1.3 甘蔗SPXs家族基因的克隆及表達(dá)分析
2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄A 甘蔗轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)中磷素響應(yīng)調(diào)控基因的注釋
附錄B 甘蔗樣品材料RNA的提取及cDNA第一鏈的合成
附錄C 本研究中所用引物信息
附錄D 本研究中克隆所獲序列
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]玉米磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因ZmPht3;1的克隆和功能分析[J]. 吳珊,林丹. 生物技術(shù)通報(bào). 2016(12)
[2]小麥低磷響應(yīng)基因的篩選與表達(dá)分析[J]. 尚文靜,賈利華,史磊,林德立,劉娜,鄭文明. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]豆科植物Pht1磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族基因的研究進(jìn)展[J]. 陳麗玉,秦璐,趙靜,廖紅. 大豆科學(xué). 2015(06)
[4]磷素對(duì)不同基因型甘蔗生長(zhǎng)的影響[J]. 趙麗萍,劉家勇,昝逢剛,趙培方,趙俊,朱建榮,楊昆,覃偉,姚麗,夏紅明,陳學(xué)寬,吳才文. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
[5]優(yōu)化施肥對(duì)甘蔗產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及肥料利用率的影響[J]. 黃振瑞,周文靈,江永,李奇?zhèn)?陳清,張福鎖. 熱帶作物學(xué)報(bào). 2015(09)
[6]擬南芥SPX1蛋白原核表達(dá)及純化分析[J]. 胡濤,安艷,呂群丹,徐英武. 生物技術(shù)通報(bào). 2015(08)
[7]濱麥草與百薩偃麥草PHR1基因的克隆及序列分析[J]. 張雪瑩,李太強(qiáng),王洪剛,李興鋒. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(08)
[8]磷水平對(duì)不同基因型甘蔗苗期根系性狀的影響[J]. 鄭超,李奇?zhèn)?黃振瑞,敖俊華,劉可星. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(02)
[9]廣西桂南蔗區(qū)土壤養(yǎng)分狀況調(diào)查分析[J]. 曾艷,黃金生,周柳強(qiáng),謝如林,劉永賢,譚裕模,譚宏偉. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2014(12)
[10]滇西南勐永蔗區(qū)土壤肥力的綜合評(píng)價(jià)[J]. 方志存,劉少春,高欣欣,刀靜梅. 作物研究. 2015(01)
博士論文
[1]水稻獨(dú)腳金內(nèi)酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白同源基因參與根毛發(fā)育及響應(yīng)外界氮磷養(yǎng)分的研究[D]. 馮永坤.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]擬南芥WRKY28和WRKY42調(diào)控磷吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制研究[D]. 張飛萃.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]小麥磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因TaPHT2;1和TaPT2介導(dǎo)植株吸收利用磷素的生物學(xué)功能研究[D]. 郭程瑾.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[4]擬南芥WRKY45轉(zhuǎn)錄因子參與響應(yīng)低磷脅迫的實(shí)驗(yàn)證據(jù)[D]. 王慧.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]低磷脅迫誘導(dǎo)植物酸性磷酸酶的分子調(diào)控機(jī)制[D]. 張燁.清華大學(xué) 2014
[6]水稻磷信號(hào)和磷平衡中心調(diào)控因子的負(fù)反饋調(diào)控機(jī)制研究[D]. 王智燁.浙江大學(xué) 2013
[7]水稻磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體PHT1家族翻譯后調(diào)控的分子機(jī)制研究[D]. 陳婕妤.浙江大學(xué) 2013
[8]水稻磷素吸收的生理和分子基礎(chǔ)研究[D]. 韓勝芳.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]水稻磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因OsPht2;1的功能研究[D]. 史書(shū)林.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[2]水稻低磷脅迫響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子基因OsWRKY1的表達(dá)模式與功能鑒定[D]. 戴曉莉.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[3]水稻miR393基因家族的表達(dá)模式及其對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響[D]. 解亞坤.浙江大學(xué) 2011
[4]甘蔗與斑茅雜交后代GISH體系構(gòu)建及F1染色體組成[D]. 吳嘉云.福建農(nóng)林大學(xué) 2010
[5]玉米根系對(duì)低磷脅迫響應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組分析[D]. 許長(zhǎng)征.山東大學(xué) 2009
[6]水稻OsSPX家族表達(dá)特征分析[D]. 黃紅杰.浙江大學(xué) 2006
[7]土壤無(wú)機(jī)磷組成及生物有效性研究[D]. 陸海明.揚(yáng)州大學(xué) 2003
本文編號(hào):3541191
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