作為重要的表觀遺傳標(biāo)記,DNA甲基化涉及生物體內(nèi)的多種分子機(jī)制,參與植物的基因印記、生長發(fā)育、脅迫應(yīng)答、次生代謝等生物學(xué)過程。由于DNA甲基化研究在模式植物和作物中取得的重要進(jìn)展,科研人員逐漸意識(shí)到藥用植物品質(zhì)的形成必然也受到DNA甲基化的調(diào)控,然而DNA甲基化在其中所扮演的具體作用和調(diào)控的分子機(jī)制還不清楚。丹參具有藥用活性成分清楚、世代周期短、組織培養(yǎng)簡單、遺傳轉(zhuǎn)化體系成熟等優(yōu)點(diǎn),是藥用植物遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究的理想材料。本研究分析了 3月份和7月份兩個(gè)時(shí)期的丹參根以及7月份的根和葉中的DNA甲基化差異,結(jié)合DNA甲基轉(zhuǎn)移酶家族基因和去甲基化酶家族基因的系統(tǒng)分析,探討DNA甲基化在丹參中的生物學(xué)功能,為深入理解DNA甲基化在丹參生長發(fā)育、次生代謝、脅迫響應(yīng)等生物學(xué)過程中的作用奠定基礎(chǔ),進(jìn)而為丹參等藥用植物的栽培、分子育種提供理論指導(dǎo)。獲得了以下主要結(jié)果:1.利用亞硫酸鹽測序的方法對(duì)丹參3月份的根以及7月份的根和葉進(jìn)行了單堿基分辨率甲基組解析,研究表明組織間甲基化的差異主要出現(xiàn)在基因的啟動(dòng)子區(qū)和重復(fù)序列區(qū)。甲基化胞嘧啶主要來自于CHH背景,鑒定到的差異甲基化位點(diǎn)（DMS）和差異甲基化... 

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
英文縮略詞表
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1 丹參研究進(jìn)展
        1.1 丹參概述
            1.1.1 丹參植物形態(tài)
            1.1.2 丹參化學(xué)成分
            1.1.3 丹參藥理作用
        1.2 丹參分子生物學(xué)研究進(jìn)展
            1.2.1 丹參組學(xué)研究進(jìn)展
            1.2.2 丹參基因家族研究進(jìn)展
            1.2.3 丹參基因功能驗(yàn)證
    2 表觀遺傳與表觀調(diào)控
    3 DNA甲基化
        3.1 DNA甲基化模式
        3.2 從頭甲基化
        3.3 DNA甲基化的維持
        3.4 DNA甲基化的去除
        3.5 DNA甲基化的分析技術(shù)
            3.5.1 特定位點(diǎn)的甲基化檢測技術(shù)
            3.5.2 基因組范圍的甲基化檢測技術(shù)
        3.6 DNA甲基化的生物學(xué)功能
        3.7 DNA甲基轉(zhuǎn)移酶與去甲基化酶
        3.8 藥用植物DNA甲基化的研究進(jìn)展
    4 CRSPR/Cas9基因組編輯系統(tǒng)
        4.1 基因組編輯技術(shù)概述
        4.2 CRISPR/Cas9的技術(shù)原理
        4.3 CRISPR/Cas9在植物基因組編輯中的應(yīng)用
        4.4 CRISPR/Cas9基因打靶的檢測方法
    5 本研究的目的和意義
    6 參考文獻(xiàn)
第二章 丹參全基因組范圍的DNA甲基化譜
    1 實(shí)驗(yàn)材料
    2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.1 基因組DNA提取
        2.2 亞硫酸鹽測序文庫的構(gòu)建和質(zhì)檢
        2.3 上機(jī)測序
    3 DNA甲基化測序數(shù)據(jù)分析
        3.1 測序reads的質(zhì)控
        3.2 序列比對(duì)和甲基化位點(diǎn)的提取
        3.3 甲基化水平分析
        3.4 DMR相關(guān)基因的功能注釋
        3.5 5Aza-dC處理丹參毛狀根和HPLC分析
    4 結(jié)果
        4.1 丹參組織間的DNA甲基化比較分析
        4.2 基因和重復(fù)區(qū)域的DNA甲基化模式
        4.3 DNA甲基化差異分析
        4.4 DMR相關(guān)基因的GO功能分析
        4.5 DMR相關(guān)基因的KEGG富集分析
        4.6 DNA甲基化參與丹參酮的生物合成
    5 討論
    6 參考文獻(xiàn)
第三章 丹參SMC5-MTASE基因的鑒定和分析
    1 實(shí)驗(yàn)材料
    2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.1 SmC5-MTase基因鑒定
        2.2 基因結(jié)構(gòu)檢測,蛋白序列分析和進(jìn)化樹構(gòu)建
        2.3 丹參RNA的提取
        2.4 cDNA的合成
        2.5 熒光定量PCR引物設(shè)計(jì)
        2.6 熒光定量PCR
        2.7 RNA-seq數(shù)據(jù)和生物信息學(xué)分析
    3 結(jié)果
        3.1 SmC5-MTase基因的鑒定和序列特征
        3.2 序列比對(duì)和保守基序
        3.3 丹參和其它植物中C5-MTase的進(jìn)化分析
        3.4 丹參C5-MTase基因家族的組織特異性表達(dá)
        3.5 SmC5-MTse對(duì)酵母提取物和茉莉酸甲酯的響應(yīng)
        3.6 水楊酸響應(yīng)SmC5-MTase
    4 討論
    5 參考文獻(xiàn)
第四章 丹參DML基因的鑒定和分析
    1 實(shí)驗(yàn)材料
    2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.1 SmDML基因鑒定
        2.2 基因結(jié)構(gòu)和蛋白序列分析
        2.3 進(jìn)化分析
        2.4 RNA提取
        2.5 cDNA合成
        2.6 SmDML熒光定量PCR引物設(shè)計(jì)
        2.7 熒光定量PCR
        2.8 microRNA提取
        2.9 microRNA的反轉(zhuǎn)錄和表達(dá)分析
        2.10 RNA-Seq數(shù)據(jù)和生物信息學(xué)分析
        2.11 潛在靶向SmDML基因的miRNA鑒定
        2.12 miR7972介導(dǎo)的切割驗(yàn)證
        2.13 唇形亞綱MIR7972基因的鑒定
    3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.1 SmDML的鑒定和比較分析
        3.2 DML的保守結(jié)構(gòu)域和基序
        3.3 DML蛋白的進(jìn)化分析
        3.4 SmDML的差異表達(dá)
        3.5 SmDML基因響應(yīng)5Aza-dC的表達(dá)模式
        3.6 miRNA介導(dǎo)的SmDML1的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控
        3.7 MIR7972基因的進(jìn)化
    4 討論
    5 參考文獻(xiàn)
第五章 利用CRISPR/CAS9系統(tǒng)定點(diǎn)敲除SMMET1和SMDML3基因的研究
    1 實(shí)驗(yàn)材料
        1.1 菌株與載體
        1.2 各種生化試劑與酶
    2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.1 引物設(shè)計(jì)
        2.2 PCR擴(kuò)增和電泳切膠回收
        2.3 CRISPR/Cas9載體的構(gòu)建
        2.4 陽性克隆鑒定
        2.5 轉(zhuǎn)化GV3101農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞
        2.6 轉(zhuǎn)化丹參
        2.7 獲得再生丹參苗
        2.8 篩選鑒定突變植株
    3 結(jié)果
        3.1 打靶基因的確定
        3.2 靶點(diǎn)的選擇
        3.3 含有兩個(gè)sgRNA表達(dá)框的雙元載體的構(gòu)建
        3.4 雙元載體轉(zhuǎn)化GV3101農(nóng)桿菌感受態(tài)
        3.5 突變類型的鑒定
    4 討論
    5 參考文獻(xiàn)
第六章 結(jié)論與展望
    1 結(jié)論
    2 展望
致謝
個(gè)人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Genomic survey of bZIP transcription factor genes related to tanshinone biosynthesis in Salvia miltiorrhiza[J]. Yu Zhang,Zhichao Xu,Aijia Ji,Hongmei Luo,Jingyuan Song.  Acta Pharmaceutica Sinica B. 2018(02)
[2]表觀遺傳與藥材道地性研究探討[J]. 袁媛,魏淵,于軍,黃璐琦.  中國中藥雜志. 2015(13)
[3]5-氮雜胞苷對(duì)石斛生物活性成分的影響[J]. 倪竹君,殷麗麗,應(yīng)奇才,茹雅璐,王迪仙,金琳,謝軍,胡忠建,王慧中,徐祥彬.  浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(07)
[4]Genome-wide analysis and molecular dissection of the SPL gene family in Salvia miltiorrhiza[J]. Linsu Zhang,Bin Wu,Degang Zhao,Caili Li,Fenjuan Shao,Shanfa Lu.  Journal of Integrative Plant Biology. 2014(01)
[5]茉莉酸甲酯對(duì)丹參毛狀根中水溶性酚酸類化合物積累的影響[J]. 陳兆偉,張金家,趙淑娟,王崢濤,胡之璧.  中國藥學(xué)雜志. 2010(13)
[6]基于高通量測序454 GS FLX的丹參轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究[J]. 李瀅,孫超,羅紅梅,李西文,牛云云,陳士林.  藥學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[7]丹參栽培研究概況[J]. 姜衛(wèi)衛(wèi),張永清.  現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐. 2007(05)
[8]丹參的化學(xué)成分與藥理作用[J]. 趙娜,郭治昕,趙雪,趙利斌.  國外醫(yī)藥(植物藥分冊). 2007(04)
[9]Effects of Replenishing Qi,Promoting Blood Circulation and Resolving Phlegm on Vascular Endothelial Function and Blood Coagulation System in Senile Patients with Hyperlipemia[J]. 楊惠民,韓麗蓓,盛彤,何瓊,梁晉普,段樹民.  Journal of Traditional Chinese Medicine. 2006(02)

碩士論文
[1]連作穿心蓮轉(zhuǎn)錄組特征及DNA甲基化分析[D]. 李俊仁.廣州中醫(yī)藥大學(xué) 2016
[2]懷地黃的基因組DNA甲基化修飾與梓醇積累關(guān)系研究[D]. 陳菲菲.河南師范大學(xué) 2016
[3]川牛膝道地性形成的表觀遺傳機(jī)制的初步研究[D]. 文靜.成都中醫(yī)藥大學(xué) 2016
[4]麥冬類植物遺傳變異的分子標(biāo)記研究和表觀遺傳初探[D]. 徐護(hù)朝.華僑大學(xué) 2014
[5]四倍體長春花（Catharanthus roseus）生物學(xué)特性研究及DNA甲基化分析[D]. 朱恒星.西南大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3647390