棕色棉是一種纖維顏色具有天然棕色的有色棉。色素是決定棉纖維顏色的主要化學成分,其化學本質是由縮合單寧聚合氧化而形成的醌類物質,即原花色素。原花色素的前體物質在細胞質中合成,由定位在液泡膜上的MATE轉運蛋白跨膜運輸到液泡中聚合形成原花色素低聚物,從而使棉纖維呈現(xiàn)各種顏色。多藥和有毒化合物輸出蛋白(multidrug and toxin extrusion protein,MATE)是一類參與次級代謝產物轉運的蛋白,可轉運陽離子染料、氨基葡糖、多種抗生素與藥物等次生代謝產物。本試驗通過對棕色棉纖維MATE基因的克隆和功能分析,為進一步研究棕色棉顏色形成的分子機制和纖維色澤及品質的遺傳改良提供了有價值的資料。本研究以已經克隆的MATE氨基酸序列為探針,利用生物信息學技術在陸地棉中鑒定MATE家族成員,研究MATE基因在棕色棉不同組織和纖維發(fā)育不同時期的表達情況,同時將GhMATE13,GhMATE23基因轉化棉花和擬南芥,對該家族基因的功能進行初步分析,結果如下:1.利用生物信息學手段從陸地棉基因組數據庫中鑒定出91個MATE家族基因,分別命名為GhMATE1-GhMATE91,基本的理化...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮寫詞
引言
第一章 文獻綜述
    1.1 棕色棉研究進展
        1.1.1 棕色棉纖維遺傳控制的研究
        1.1.2 棕色棉色素本質及成分的研究
    1.2 原花色素的研究進展
        1.2.1 原花色素的結構特征和生物學功能
        1.2.2 原花色素的生物合成、轉運和氧化聚合
    1.3 MATE基因家族
        1.3.1 MATE基因家族的基本特征
        1.3.2 MATE轉運蛋白的結構和轉運機制
        1.3.3 MATE轉運蛋白的生理功能
    1.4 研究的目的意義及技術路線
第二章 陸地棉MATE家族基因的鑒定及表達分析
    2.1 實驗材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 主要試劑
    2.2 實驗方法
        2.2.1 棉花RNA的提取及CDNA的第一鏈的合成
        2.2.2 陸地棉MATE家族基因的鑒定與生物信息學分析
        2.2.3 MATE家族基因的表達分析
    2.3 結果與分析
        2.3.1 MATE家族基因的鑒定與命名
        2.3.2 MATE家族基因的進化關系分析
        2.3.3 MATE家族基因的保守域和結構分析
        2.3.4 MATE家族基因的染色體定位
        2.3.5 MATE家族基因的表達模式分析
第三章 彩色棉MATE家族基因的克隆及功能分析
    3.1 實驗材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 菌株與載體
        3.1.3 主要試劑
        3.1.4 主要儀器設備
        3.1.5 抗生素
    3.2 實驗方法
        3.2.1 GhMATE13、GhMATE23基因全長擴增
        3.2.2 目的片段連接載體
        3.2.3 GhMATE基因表達載體的構建
        3.2.4 擬南芥遺傳轉化
        3.2.5 轉基因植株的表達量分析
        3.2.6 擬南芥原花色素含量的測定
    3.3 結果與分析
        3.3.1 GhMATE13、GhMATE23基因的克隆
        3.3.2 植物表達載體和干擾載體的構建
        3.3.3 表達載體轉化農桿菌
        3.3.4 擬南芥的轉化及分子鑒定
        3.3.5 擬南芥轉基因陽性植株原花青素含量的測定
        3.3.6 擬南芥原花青素生物合成相關基因的表達
        3.3.7 擬南芥轉基因株系表型觀察
第四章 MATE及其上游基因的棉花遺傳轉化
    4.1 實驗材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 菌株、質粒與載體
    4.2 實驗方法
        4.2.1 利用CRISPR/Cas9技術定點編輯MATE、ANR、LAR基因
        4.2.2 棉花的遺傳轉化
    4.3 結果與分析
        4.3.1 ANR、LAR基因編輯載體構建
        4.3.2 彩色棉莖尖的遺傳轉化
        4.3.3 農桿菌介導下胚軸的轉化
        4.3.4 轉基因棉花的檢測
第五章 討論
    5.1 MATE家族基因功能研究
    5.2 GhMATE13、GhMATE23的功能分析
第六章 總結與展望
參考文獻
附錄
致謝
作者簡介
石河子大學碩士研究生學位論文導師評閱表



本文編號：3785511