氮素作為植物生長發(fā)育所需的元素,是植物體內蛋白質、磷脂、核酸、輔酶及輔基(NAD+、NADP、FAD)等的必需成分,也是構成葉綠素分子的組分,同時影響植物體內激素的合成及轉運。所以,氮素對植物生長發(fā)育的影響至關重要。硝酸鹽是大多數高等植物的主要氮源,了解土壤中硝酸鹽的吸收機制和植物對低氮脅迫的反應,對提高植物氮素吸收和利用效率,減少氮肥施用量等方面具有非常重要的意義。棉花作為一種氮敏感植物常常需增施氮肥來提高產量,但是氮肥施用過多過少均會造成棉花產量的下降,棉農常常因無法確定合適的施氮量而傾向于增施氮肥,這樣不僅會造成棉花的貪青晚熟、產量下降,而且未被吸收的氮素隨著水土流失更造成環(huán)境污染。因此,培育氮高效品種就成為現階段棉花育種的研究重點。NRT2作為一種以硝酸鹽為特異性底物的高親和性轉運蛋白,在可利用的硝酸鹽有限時,高親和性轉運系統(tǒng)被激活并發(fā)揮主導作用。在擬南芥中已證明NRT2.5是一個高親和力硝酸鹽轉運蛋白,在植物響應嚴重氮缺乏脅迫中發(fā)揮重要作用。研究GhNRT2.5基因,有助于了解棉花響應硝酸鹽信號的分子機制,闡釋該基因在棉花抵抗低氮脅迫中發(fā)揮的作用。為此,本論文利用棉花遺傳轉化...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 氮素在棉花生長發(fā)育中的作用
        1.1.1 氮的生理功能
        1.1.2 氮素對碳氮代謝過程相關酶的影響
        1.1.3 氮在棉花生長發(fā)育中的作用
        1.1.4 我國在棉花種植中施用氮肥的現狀及存在問題
    1.2 植物吸收氮的主要途徑
        1.2.1 植物中的銨態(tài)氮運輸體系
        1.2.2 植物中的硝酸氮運輸體系
    1.3 硝酸鹽轉運家族
        1.3.1 NRT2硝酸鹽轉運蛋白的生理功能
        1.3.2 NRT2硝酸鹽轉運蛋白的研究進展
第二章 引言
    2.1 立題依據及研究目的
    2.2 技術路線
第三章 材料與方法
    3.1 材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 宿主菌株和載體質粒
        3.1.3 主要儀器
        3.1.4 主要化學試劑
        3.1.5 棉花遺傳轉化所需主要培養(yǎng)基
        3.1.6 常用試劑及GUS染液配方
        3.1.7 擬南芥PNS營養(yǎng)液
    3.2 方法
        3.2.1 植物基因組DNA提取
        3.2.2 質粒提取
        3.2.3 植物總RNA提取
        3.2.4 反轉錄步驟
        3.2.5 DNA片段回收、連接
        3.2.6 大腸桿菌的轉化
        3.2.7 農桿菌感受態(tài)細胞電轉化
        3.2.8 棉花遺傳轉化
        3.2.9 GUS組織化學染色
        3.2.10 VIGS注射方法
        3.2.11 葉綠素的提取與計算方法
        3.2.12 與氮代謝相關酶的檢測
        3.2.13 棉花的水培培養(yǎng)及轉錄組數據分析
第四章 結果與分析
    4.1 棉花GhNRT2.5基因的克隆與分析
        4.1.1 低氮脅迫下NRT2家族在不同氮效棉花品種中的轉錄組數據比較分析
        4.1.2 棉花NRT2 家族與擬南芥NRT2 家族的親緣關系分析
        4.1.3 GhNRT2.5序列特征與生物信息學分析
    4.2 GhNRT2.5基因的表達特性及功能分析
        4.2.1 GhNRT2.5基因在陸地棉不同組織器官中的表達特性
        4.2.2 不同供氮水平和不同氮源對GhNRT2.5基因表達的影響
        4.2.3 GhNRT2.5啟動子在擬南芥中的表達特性分析
        4.2.4 GhNRT2.5亞細胞定位分析
        4.2.5 GhNRT2.5功能分析
    4.3 異源表達GhNRT2.5基因對擬南芥生長發(fā)育的影響
        4.3.1 GhNRT2.5基因異源表達載體構建及對擬南芥轉化、篩選和鑒定
        4.3.2 異源表達提升擬南芥在低氮條件下生長狀態(tài)
        4.3.3 異源表達GhNRT2.5對擬南芥植株中氮代謝相關酶活性的影響
    4.4 GhNRT2.5基因植物表達載體的構建及轉基因棉花材料的獲得
        4.4.1 轉基因棉花的遺傳轉化
        4.4.2 轉基因棉花的篩選及鑒定
    4.5 GhNRT2.5基因對棉花生長發(fā)育的影響
        4.5.1 轉基因棉花植株的表型變化
        4.5.2 轉基因棉花與氮代謝相關酶活性的測定
第五章 討論
    5.1 提高棉花氮肥利用效率的途徑
    5.2 GhNRT2.5基因在提高棉花耐低氮脅迫中的作用
    5.3 GhNRT2.5基因可能參與棉花衰老過程中氮的轉運過程
第六章 結論
    6.1 主要結論
    6.2 論文創(chuàng)新點
參考文獻
附錄
    附錄1 縮略詞表
    附錄2 主要引物
    附錄3 碩士期間參與課題及發(fā)表論文
致謝



本文編號：3745562