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(xué)成分,其化學(xué)本質(zhì)是由縮合單寧聚合氧化而形成的醌類物質(zhì),即原花色素。原花色素的前體物質(zhì)在細胞質(zhì)中合成,由定位在液泡膜上的MATE轉(zhuǎn)運蛋白跨膜運輸?shù)揭号葜芯酆闲纬稍ㄉ氐途畚?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(chǎn)物轉(zhuǎn)運的蛋白,可轉(zhuǎn)運陽離子染料、氨基葡糖、多種抗生素與藥物等次生代謝產(chǎn)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(zhì)的遺傳改良提供了有價值的資料。本研究以已經(jīng)克隆的MATE氨基酸序列為探針,利用生物信息學(xué)技術(shù)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(zhuǎn)化棉花和擬南芥,對該家族基因的功能進行初步分析,結(jié)果如下:1.利用生物信息學(xué)手段從陸地棉基因組數(shù)據(jù)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(xué)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(zhì)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(jié)構(gòu)特征和生物學(xué)功能
        1.2.2 原花色素的生物合成、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)運機制
        1.3.3 MATE轉(zhuǎn)運蛋白的生理功能
    1.4 研究的目的意義及技術(shù)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(xué)分析
        2.2.3 MATE家族基因的表達分析
    2.3 結(jié)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(guān)系分析
        2.3.3 MATE家族基因的保守域和結(jié)構(gòu)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(shè)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(gòu)建
        3.2.4 擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化
        3.2.5 轉(zhuǎn)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(jié)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(gòu)建
        3.3.3 表達載體轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌
        3.3.4 擬南芥的轉(zhuǎn)化及分子鑒定
        3.3.5 擬南芥轉(zhuǎn)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(guān)基因的表達
        3.3.7 擬南芥轉(zhuǎn)基因株系表型觀察
第四章 MATE及其上游基因的棉花遺傳轉(zhuǎn)化
    4.1 實驗材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 菌株、質(zhì)粒與載體
    4.2 實驗方法
        4.2.1 利用CRISPR/Cas9技術(shù)定點編輯MATE、ANR、LAR基因
        4.2.2 棉花的遺傳轉(zhuǎn)化
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 ANR、LAR基因編輯載體構(gòu)建
        4.3.2 彩色棉莖尖的遺傳轉(zhuǎn)化
        4.3.3 農(nóng)桿菌介導(dǎo)下胚軸的轉(zhuǎn)化
        4.3.4 轉(zhuǎn)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(jié)與展望
參考文獻
附錄
致謝
作者簡介
石河子大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文導(dǎo)師評閱表



本文編號：3785511