鐵對植物正常生長和良好發(fā)育所起的作用具有微量而高效的特點(diǎn)。在作物育種工作中,增加作物及其籽粒鐵含量對改善作物品質(zhì)、提高作物產(chǎn)量具有重要意義。前人已對擬南芥、番茄、大豆、水稻、花生、蒺藜苜蓿等高等植物FRO(Ferric Reduction Oxidase)家族基因進(jìn)行了研究。本研究以AtFRO2氨基酸序列為探針運(yùn)行Blast搜尋并克隆ZmFRO2基因,對Zm/FRO2進(jìn)行生物信息學(xué)分析、表達(dá)模式和亞細(xì)胞定位分析,通過構(gòu)建ZmFRO2過表達(dá)載體,利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法獲得轉(zhuǎn)基因玉米,為解析ZmFRO2的生理功能,對轉(zhuǎn)基因玉米進(jìn)行相關(guān)生理指標(biāo)檢測及表型分析,主要研究結(jié)果如下:1.為了解ZmFRO2基因及其蛋白的特征,對ZmFRO2基因及其蛋白進(jìn)行了生物信息學(xué)分析。ZmFRO2基因位于2號染色體,全長4590bp,cDNA全長2585bp;ZmFRO2蛋白由759個氨基酸組成,經(jīng)氨基酸序列比對和跨膜結(jié)構(gòu)域預(yù)測發(fā)現(xiàn),ZmFRO2蛋白具有10個跨膜區(qū)域,Ⅴ和Ⅶ跨膜區(qū)上有兩對組氨酸殘基構(gòu)成的亞鐵血紅素結(jié)合區(qū),Ⅷ跨膜區(qū)內(nèi)存在氧化還原標(biāo)志序列,這些特征在各FRO之間高度保守。表明ZmFRO2具有發(fā)揮鐵還...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 植物體內(nèi)鐵的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)
        1.1.1 植物吸收鐵的機(jī)制
        1.1.2 植物體內(nèi)鐵的運(yùn)輸
        1.1.3 植物體內(nèi)鐵平衡的調(diào)節(jié)
    1.2 FRO家族蛋白研究進(jìn)展
        1.2.1 擬南芥FRO家族蛋白研究進(jìn)展
        1.2.2 番茄FRO家族蛋白研究進(jìn)展
        1.2.3 大豆FRO家族蛋白研究進(jìn)展
        1.2.4 水稻FRO家族蛋白研究進(jìn)展
        1.2.5 其他FRO家族蛋白研究進(jìn)展
    1.3 研究目的、意義和技術(shù)路線
        1.3.1 研究目的與意義
        1.3.2 技術(shù)路線
2 材料與方法
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 玉米材料
        2.1.2 感受態(tài)與載體
        2.1.3 引物合成及DNA測序
    2.2 試劑與儀器
        2.2.1 主要化學(xué)試劑
        2.2.2 主要儀器
    2.3 培養(yǎng)堆的配制
        2.3.1 LB大腸桿菌培養(yǎng)基
        2.3.2 YEB農(nóng)桿菌培養(yǎng)基
        2.3.3 轉(zhuǎn)化玉米所用培養(yǎng)基
    2.4 溶液的配制
        2.4.1 抗生素及緩沖液
        2.4.2 質(zhì)粒DNA小量提取溶液
        2.4.3 玉米葉肉原生質(zhì)體制備所需溶液
        2.4.4 檢測玉米根部鐵還原酶活力所需溶液
        2.4.5 去除玉米根部附著鐵所需溶液
    2.5 試驗(yàn)所用引物
    2.6 玉米材料的種植
        2.6.1 用于Real-time RT-PCR分析的玉米材料
        2.6.2 用于葉肉原生質(zhì)體制備與轉(zhuǎn)化玉米材料
        2.6.3 用于鐵還原酶活力測定的玉米材料
        2.6.4 用于鋅鐵含量測定的玉米材料
        2.6.5 用于農(nóng)藝性狀調(diào)查的玉米材料
    2.7 研究方法
        2.7.1 生物信息學(xué)分析
        2.7.2 玉米總RNA的提取
        2.7.3 cDNA的合成
        2.7.4 Real-time RT-PCR分析表達(dá)量
        2.7.5 目的基因的擴(kuò)增
        2.7.6 目的基因的回收
        2.7.7 連接
        2.7.8 轉(zhuǎn)化大腸桿菌
        2.7.9 轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌
        2.7.10 小量提取質(zhì)粒DNA
        2.7.11 大量提取質(zhì)粒DNA
        2.7.12 ZmFRO2的克隆
        2.7.13 融合表達(dá)載體的構(gòu)建
        2.7.14 玉米葉肉原生質(zhì)體的制備與轉(zhuǎn)化
        2.7.15 過表達(dá)ZmFRO2載體的構(gòu)建
        2.7.16 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的玉米遺傳轉(zhuǎn)化
        2.7.17 玉米根部鐵還原酶活力的測定
        2.7.18 玉米根、葉及籽粒中鋅鐵含量的測定
        2.7.19 玉米農(nóng)藝性狀的調(diào)查
3 結(jié)果與分析
    3.1 ZmFRO2基因的生物信息學(xué)分析
        3.1.1 氨基酸序列比對分析
        3.1.2 系統(tǒng)進(jìn)化樹分析
    3.2 ZmFRO2基因的克隆及表達(dá)模式
        3.2.1 ZmFRO2基因的克隆
        3.2.2 田間表達(dá)模式
        3.2.3 缺鐵處理表達(dá)模式
    3.3 融合表達(dá)載體的構(gòu)建
    3.4 ZmFRO2在玉米葉肉原生質(zhì)體中的定位
    3.5 過表達(dá)載體的構(gòu)建
    3.6 ZmFRO2過表達(dá)玉米植株的獲得與鑒定
    3.7 轉(zhuǎn)基因玉米根部鐵還原酶活力
    3.8 轉(zhuǎn)基因玉米鋅鐵含量
    3.9 轉(zhuǎn)基因玉米農(nóng)藝性狀
        3.9.1 拔節(jié)期SPAD值和株高
        3.9.2 成熟后株高和穗部性狀
4 討論
    4.1 ZmFRO2分子及表達(dá)特性
    4.2 ZmFRO2的生理功能
    4.3 ZmFRO2的利用價值
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在讀期間發(fā)表論文
作者簡歷
致謝
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本文編號：3772868