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。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、提高作物產量具有重要意義。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)家族基因進行了研究。本研究以AtFRO2氨基酸序列為探針運行Blast搜尋并克隆ZmFRO2基因,對Zm/FRO2進行生物信息學分析、表達模式和亞細胞定位分析,通過構建ZmFRO2過表達載體,利用農桿菌介導的方法獲得轉基因玉米,為解析ZmFRO2的生理功能,對轉基因玉米進行相關生理指標檢測及表型分析,主要研究結果如下:1.為了解ZmFRO2基因及其蛋白的特征,對ZmFRO2基因及其蛋白進行了生物信息學分析。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,經氨基酸序列比對和跨膜結構域預測發(fā)現,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成的亞鐵血紅素結合區(qū),Ⅷ跨膜區(qū)內存在氧化還原標志序列,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】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 植物體內鐵的吸收、轉運
        1.1.1 植物吸收鐵的機制
        1.1.2 植物體內鐵的運輸
        1.1.3 植物體內鐵平衡的調節(jié)
    1.2 FRO家族蛋白研究進展
        1.2.1 擬南芥FRO家族蛋白研究進展
        1.2.2 番茄FRO家族蛋白研究進展
        1.2.3 大豆FRO家族蛋白研究進展
        1.2.4 水稻FRO家族蛋白研究進展
        1.2.5 其他FRO家族蛋白研究進展
    1.3 研究目的、意義和技術路線
        1.3.1 研究目的與意義
        1.3.2 技術路線
2 材料與方法
    2.1 試驗材料
        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農桿菌培養(yǎng)基
        2.3.3 轉化玉米所用培養(yǎng)基
    2.4 溶液的配制
        2.4.1 抗生素及緩沖液
        2.4.2 質粒DNA小量提取溶液
        2.4.3 玉米葉肉原生質體制備所需溶液
        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 用于葉肉原生質體制備與轉化玉米材料
        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 用于農藝性狀調查的玉米材料
    2.7 研究方法
        2.7.1 生物信息學分析
        2.7.2 玉米總RNA的提取
        2.7.3 cDNA的合成
        2.7.4 Real-time RT-PCR分析表達量
        2.7.5 目的基因的擴增
        2.7.6 目的基因的回收
        2.7.7 連接
        2.7.8 轉化大腸桿菌
        2.7.9 轉化農桿菌
        2.7.10 小量提取質粒DNA
        2.7.11 大量提取質粒DNA
        2.7.12 ZmFRO2的克隆
        2.7.13 融合表達載體的構建
        2.7.14 玉米葉肉原生質體的制備與轉化
        2.7.15 過表達ZmFRO2載體的構建
        2.7.16 農桿菌介導的玉米遺傳轉化
        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 玉米農藝性狀的調查
3 結果與分析
    3.1 ZmFRO2基因的生物信息學分析
        3.1.1 氨基酸序列比對分析
        3.1.2 系統進化樹分析
    3.2 ZmFRO2基因的克隆及表達模式
        3.2.1 ZmFRO2基因的克隆
        3.2.2 田間表達模式
        3.2.3 缺鐵處理表達模式
    3.3 融合表達載體的構建
    3.4 ZmFRO2在玉米葉肉原生質體中的定位
    3.5 過表達載體的構建
    3.6 ZmFRO2過表達玉米植株的獲得與鑒定
    3.7 轉基因玉米根部鐵還原酶活力
    3.8 轉基因玉米鋅鐵含量
    3.9 轉基因玉米農藝性狀
        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分子及表達特性
    4.2 ZmFRO2的生理功能
    4.3 ZmFRO2的利用價值
5 結論
參考文獻
在讀期間發(fā)表論文
作者簡歷
致謝
附件



本文編號：3772868