高粱籽粒可食用、飼用和食品加工業(yè)原料,因此,籽粒品質改良是高粱遺傳育種的重要目標。高粱醇溶蛋白即kafirin約占種子貯藏蛋白的85%,由于其降低高粱食品的可消化性,降低籽粒中Kafirin含量是生物技術改良高粱的首選目標,同時,需要胚乳專一性啟動子,將外源基因在高粱籽粒中高效表達。用生物信息學方法對高粱全基因組范圍內kafirin基因進行了鑒定、表達、DNA變異和系統(tǒng)進化分析,找到其啟動子及核心功能原件;通過優(yōu)化高粱組織培養(yǎng)各參數(shù),建立適合高粱遺傳轉化的再生體系,為進一步開展高粱遺傳改良提供基礎。研究結果表明:1.在高粱基因組范圍內共鑒定到24個kafirin基因,分別為α、β、γ、δ-kafirin,它們的蛋白二級結構均主要以α-螺旋和無規(guī)卷曲為主,是疏水性蛋白,有信號肽。亞細胞定位為膜結合蛋白,α-kafirin理論等電點PI為6.36-9.25,分子量為24873.84-31595.47Da,是一個不穩(wěn)定蛋白。β-kafirin理論等電點PI為7.99,分子量為20768.64Da,是一個不穩(wěn)定堿性蛋白。γ-kafirin有跨膜螺旋結構域,理論等電點PI為8.20,分子量為22...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
第一章 前言
    1.1 高粱簡介
    1.2 高粱生物技術研究進展
        1.2.1 組織培養(yǎng)外植體的選擇
        1.2.2 基因型對高粱組織培養(yǎng)的影響
        1.2.3 植物激素配比對高粱組織培養(yǎng)的影響
        1.2.4 高粱遺傳轉化
    1.3 谷物醇溶蛋白研究進展
        1.3.1 谷物醇溶蛋白的理化性質
        1.3.2 谷物醇溶蛋白的應用
    1.4 高粱醇溶蛋白研究進展
        1.4.1 高粱蛋白質
        1.4.2 高粱醇溶蛋白
        1.4.3 高粱醇溶蛋白氨基酸組成
        1.4.4 高粱醇溶蛋的消化性和溶解性
        1.4.5 高粱醇溶蛋白的提取方法
        1.4.6 高粱醇溶蛋白基因的突變與轉基因降低表達
        1.4.7 高粱醇溶蛋白膜
    1.5 研究目的與意義
第二章 高粱醇溶蛋白生物信息學分析
    2.1 材料與方法
        2.1.1 蛋白質二級結構及功能結構域分析方法
        2.1.2 蛋白質的三級結構分析方法
        2.1.3 蛋白質親疏水性分析
        2.1.4 蛋白跨膜螺旋結構預測
        2.1.5 蛋白質信號肽及亞細胞定位分析方法
        2.1.6 蛋白理化性質分析
        2.1.7 基因的表達分析方法
        2.1.8 kafirin基因啟動子分析
        2.1.9 kafirin變異分析方法
    2.2 結果與討論
        2.2.1 高粱kafirin基因家族基本信息分析
        2.2.2 高粱kafirin蛋白二級結構及功能結構域分析
        2.2.3 高粱kafirin蛋白的三級結構預測
        2.2.4 高粱kafirin蛋白的親疏水性分析
        2.2.5 高粱kafirin蛋白跨膜螺旋結構預測
        2.2.6 高粱kafirin蛋白亞細胞定位
        2.2.7 高粱kafirin蛋白的理化性質分析
        2.2.8 高粱kafirin蛋白潛在信號肽剪切位點預測
        2.2.9 高粱kafirin基因表達分析
        2.2.10 高粱kafirin基因主要啟動子的順式作用元件分析
        2.2.11 高粱kafirin基因DNA變異、進化選擇分析
        2.2.12 高粱kafirin蛋白聚類分析
第三章 高粱再生體系的建立
    3.1 材料與方法
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 實驗方法
    3.2 結果與分析
        3.2.1 不同處理對成熟種子愈傷組織誘導的影響
        3.2.2 不同基因型對高粱成熟種子愈傷組織誘導的影響
        3.2.3 不同基因型對幼胚愈傷組織誘導的影響
        3.2.4 不同外植體對愈傷組織誘導的影響
    3.3 高粱不同外植體組織分化能力的差異分析
        3.3.1 不同基因型對成熟種子愈傷組織分化的影響
        3.3.2 不同基因型對幼胚愈傷組織分化的影響
        3.3.3 不同外植體對愈傷組織分化的影響
第四章 高粱轉化與外源基因表達
    4.1 材料與方法
        4.1.1 供試材料
    4.2 克隆kafirin基因啟動子
        4.2.1 引物設計
        4.2.2 PCR反應
        4.2.3 pBI121-gus載體連接反應
        4.2.4 CaCl2法大腸桿菌感受態(tài)細胞的制備
        4.2.5 大腸桿菌感受態(tài)細胞的轉化
        4.2.6 測序分析
        4.2.7 農(nóng)桿菌轉化載體的構建與轉化
        4.2.8 高粱未成熟種子與農(nóng)桿菌共培養(yǎng)
    4.3 結果與分析
        4.3.1 高粱組培體系的優(yōu)化
        4.3.2 高粱kafirin-gusA外源基因表達的檢測
第五章 討論
    5.1 褐變對高粱植株再生的影響
    5.2 外植體類型對高粱植株再生的影響
    5.3 基因型對高粱植株再生的影響
    5.4 不同培養(yǎng)條件對高粱成熟種子愈傷誘導的影響
    5.5 高粱kafirin與籽粒品質改良
    5.6 高粱kafirin基因啟動子的作用
第六章 結論
參考文獻
Abstract
攻讀碩士期間發(fā)表論文
致謝
附錄



本文編號：3770295