玉米作為三大重要的糧食作物之一,在整個生育周期內(nèi),干旱成為影響玉米生長發(fā)育最重要的逆境因子。熱激蛋白70（heat shock protein70,HSP70）是一類高度保守的分子伴侶,在生物體遭受逆境脅迫時被激活表達。已有研究中發(fā)現(xiàn)HSP70在植物響應逆境脅迫時起著重要的作用。然而,關于玉米HSP70的功能研究知之甚少。本研究通過對玉米基因組數(shù)據(jù)進行分析,鑒定獲得HSP70家族成員,并對家族成員進行深入分析,篩選出可能參與玉米抗旱的HSP70成員,進而對這些成員進行了初步功能研究。首先,利用生物信息學方法鑒定出41個玉米HSP70家族成員,通過與擬南芥、水稻HSP70家族成員構建進化樹,結果顯示ZmHSP70在進化樹上的分布符合HSP70兩個亞家族。其中25個成員屬于DnaK亞家族,16個成員屬于HSP110/SSE亞家族。亞細胞定位預測結果顯示41個玉米HSP70成員中23個定位于細胞質(zhì),8個定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng),8個定位于葉綠體,2個定位于線粒體。通過對玉米HSP70成員的蛋白結構進行分析,發(fā)現(xiàn)每個成員都含有HSP70的典型保守基序,這一結果驗證了所鑒定家族成員的準確性。其次,通過對基因... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 熱激蛋白
    1.2 熱激蛋白70
        1.2.1 熱激蛋白70結構
        1.2.2 HSP70與HSP40、HSP110的關系
        1.2.3 熱激蛋白70分類
        1.2.4 植物熱激蛋白70的生物學功能
        1.2.5 HSP70與非生物脅迫
        1.2.6 HSP70研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目的及意義
2 試驗材料
    2.1 供試玉米
    2.2 菌株和質(zhì)粒載體
    2.3 主要儀器設備
    2.4 主要試劑
    2.5 主要培養(yǎng)基及溶液配置
        2.5.1 常用溶液配制
        2.5.2 常用抗生素配制
        2.5.3 常用培養(yǎng)基配制
3 試驗方法
    3.1 玉米HSP70家族成員的挖掘及生物信息學分析
        3.1.1 基因家族成員鑒定
        3.1.2 系統(tǒng)進化分析
        3.1.3 基因結構、染色體定位及保守基序分析
        3.1.4 蛋白結構域及蛋白高級結構分析
        3.1.5 啟動子順式元件
        3.1.6 基因表達分析
    3.2 玉米HSP70家族抗旱相關基因的篩選
        3.2.1 材料處理
        3.2.2 玉米RNA的提取
        3.2.3 反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA
        3.2.4 基因半定量RT-PCR
        3.2.5 基因?qū)崟r定量PCR
        3.2.6 實時定量結果計算
    3.3 載體構建
        3.3.1 總RNA提取
        3.3.2 反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA
        3.3.3 目的基因的擴增
        3.3.4 PCR產(chǎn)物的回收
        3.3.5 pEASY-BluntSimpleCloningKit與膠回收產(chǎn)物連接
        3.3.6 連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化
        3.3.7 陽性克隆的鑒定
        3.3.8 陽性克隆測序
        3.3.9 目的基因與目的載體連接
        3.3.10 農(nóng)桿菌感受態(tài)細胞的制備
        3.3.11 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化
        3.3.12 農(nóng)桿菌單克隆驗證
    3.4 亞細胞定位
        3.4.1 轉(zhuǎn)化煙草葉片
        3.4.2 亞細胞定位觀察
    3.5 擬南芥材料
        3.5.1 擬南芥種植
        3.5.2 CTAB法提取基因組
        3.5.3 PCR鑒定純合突變體
    3.6 擬南芥超表達植株轉(zhuǎn)化及純合種子篩選
        3.6.1 擬南芥超表達植株轉(zhuǎn)化
        3.6.2 純合種子篩選
    3.7 擬南芥脅迫相關生理表型試驗
        3.7.1 擬南芥土壤干旱試驗
        3.7.2 擬南芥皿上脅迫試驗
    3.8 試驗所用引物
4 試驗結果
    4.1 玉米HSP70家族成員的挖掘及生物信息學分析
        4.1.1 ZmHSP70s基因鑒定和命名
        4.1.2 基因家族進化樹分析
        4.1.3 ZmHSP70s基因在染色體上的分布
        4.1.4 ZmHSP70s基因結構分析
        4.1.5 玉米HSP70s保守基序分析
        4.1.6 玉米HSP70s蛋白結構域分析
        4.1.7 蛋白質(zhì)高級結構預測分析
        4.1.8 ZmHSP70s基因表達模式分析
        4.1.9 啟動子激素及逆境相關順式元件分析
    4.2 玉米HSP70抗旱相關基因的篩選
        4.2.1 RT-PCR篩選干旱誘導基因
        4.2.2 RT-qPCR驗證干旱誘導候選基因
        4.2.3 ZmHSP70s基因的組織表達
    4.3 ZmHSP70s基因亞細胞定位
        4.3.1 亞細胞定位載體構建
        4.3.2 亞細胞定位觀察
    4.4 ZmHSP70s基因功能研究
        4.4.1 超表達載體構建
        4.4.2 超表達株系的基因表達量檢測
        4.4.3 突變體驗純
        4.4.4 超表達株系的干旱表型檢測
        4.4.5 脅迫處理下的發(fā)芽率檢測
5 討論
6 結論
參考文獻
在讀期間參與的課題和發(fā)表的論文
作者簡歷
致謝
中文詳細摘要



本文編號：3655374