生長素是植物生長發(fā)育過程中的一類重要激素,對植物生長和發(fā)育(如器官的發(fā)生、形態(tài)建成、向性反應(yīng)、頂端優(yōu)勢及組織分化等)起著十分重要的調(diào)控作用。生長素信號途徑中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Aux/IAA對于信號的傳導(dǎo)不可或缺。雖然在模式植物中的Aux/IAA轉(zhuǎn)錄因子的研究較為成熟,但是在林木中鮮有研究。因此,開展白樺Aux/IAA基因的功能研究及其參與的信號通路機(jī)制研究意義重大。根據(jù)前期白樺Aux/IAA家族基因(BpIAAs)的表達(dá)特性研究和生物信息學(xué)分析,篩選出一條在不同倍性白樺中始終高表達(dá)且保守結(jié)構(gòu)域完整的基因BpIAA10,為了進(jìn)一步探討該基因在白樺生長發(fā)育過程中的功能及調(diào)控機(jī)制,我們開展了BpIAA10啟動子功能分析、白樺的遺傳轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)基因白樺表型分析、轉(zhuǎn)錄組測定、酵母單雜交和酵母雙雜交等一系列分子生物學(xué)和生理學(xué)實驗。通過對BpIAA10啟動子序列(轉(zhuǎn)錄起始位點上游1559bp)分析發(fā)現(xiàn),該區(qū)域包含多種激素和光響應(yīng)元件,暗示著BpIAA10基因可能能夠響應(yīng)多種激素和光的誘導(dǎo)。進(jìn)一步克隆啟動子并構(gòu)建載體,對獲得轉(zhuǎn)BpProIAA10::Luc擬南芥的研究表明,該啟動子主要啟動BpIAA10基因在...

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 前言
    1.2 Aux/IAA轉(zhuǎn)錄因子
    1.3 生長素響應(yīng)元件
    1.4 與Aux/IAA轉(zhuǎn)錄因子/Aux/IAA基因互作的蛋白質(zhì)
    1.5 Aux/IAA轉(zhuǎn)錄因子研究概況
        1.5.1 Aux/IAA轉(zhuǎn)錄因子在植物生長發(fā)育過程中的作用
        1.5.2 Aux/IAA轉(zhuǎn)錄因子與其他植物激素、光信號的交互作用
    1.6 Aux/IAA轉(zhuǎn)錄因子的作用機(jī)制
    1.7 植物啟動子研究
        1.7.1 植物啟動子簡介
        1.7.2 植物啟動子分類
        1.7.3 植物啟動子研究現(xiàn)狀
    1.8 生長素調(diào)控植物發(fā)育的相關(guān)生物進(jìn)程
        1.8.1 生長素參與植物幼葉的發(fā)生
        1.8.2 生長素參與調(diào)控植物休眠芽的形成
        1.8.3 生長素影響植物根的起始和發(fā)育
        1.8.4 生長素影響植物的頂端優(yōu)勢
        1.8.5 生長素影響植物氣孔的起始和分化
        1.8.6 生長素參與調(diào)控植物功能葉的極性發(fā)育
    1.9 本研究的目的意義和技術(shù)路線
        1.9.1 目的意義
        1.9.2 技術(shù)路線
2 白樺Aux/IAA家族基因的時序表達(dá)及生物信息學(xué)分析
    2.1 材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 主要儀器設(shè)備與試劑
    2.2 方法
        2.2.1 白樺BpIAA基因家族成員的鑒定與序列分析
        2.2.2 進(jìn)化樹的構(gòu)建、內(nèi)含子-外顯子結(jié)構(gòu)分析、染色體定位及基序預(yù)測
        2.2.3 qRT-PCR分析
        2.2.4 激素測定
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 白樺BpIAA家族基因序列分析
        2.3.2 BpIAA家族基因的染色體定位以及基因結(jié)構(gòu)分析
        2.3.3 BpIAA家族的蛋白結(jié)構(gòu)及進(jìn)化關(guān)系
        2.3.4 不同倍性白樺中20條BpIAA基因時序的時序表達(dá)特性
        2.3.5 四倍體白樺和二倍體白樺中內(nèi)源激素IAA測定
    2.4 小結(jié)
3 白樺BpIAA10啟動子功能研究
    3.1 材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 菌種和質(zhì)粒
        3.1.3 引物合成
        3.1.4 分子試劑與化學(xué)藥品
        3.1.5 主要儀器設(shè)備
    3.2 方法
        3.2.1 白樺BpIAA10啟動子的預(yù)測及序列分析
        3.2.2 白樺BpIAA10啟動子的克隆及載體構(gòu)建
        3.2.3 p1300-BpProIAA10::Luc在擬南芥中的遺傳轉(zhuǎn)化
        3.2.4 白樺BpIAA10基因的表達(dá)特性研究
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 BpIAA10啟動子序列分析
        3.3.2 BpIAA10啟動子克隆、載體構(gòu)建及遺傳轉(zhuǎn)化
        3.3.3 白樺BpIAA10基因的表達(dá)特性研究
    3.4 小結(jié)
4 白樺BpIAA10基因的功能研究
    4.1 材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 載體和菌株
        4.1.3 試劑和培養(yǎng)基
        4.1.4 主要儀器、耗材和相關(guān)軟件
    4.2 方法
        4.2.1 白樺BpIAA10基因的克隆及植物超表達(dá)載體的構(gòu)建
        4.2.2 白樺BpIAA10蛋白的亞細(xì)胞定位
        4.2.3 白樺BpIAA10基因的植物抑制表達(dá)載體的構(gòu)建
        4.2.4 白樺的遺傳轉(zhuǎn)化
        4.2.5 轉(zhuǎn)基因株系的分子檢測
        4.2.6 白樺轉(zhuǎn)基因株系的表型觀察
        4.2.7 石蠟切片的制作
        4.2.8 相關(guān)激素測定
        4.2.9 轉(zhuǎn)錄組測序及分析
        4.2.10 qRT-PCR分析
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 BpIAA10基因克隆及植物超表達(dá)載體構(gòu)建
        4.3.2 白樺BpIAA10轉(zhuǎn)錄因子的亞細(xì)胞定位
        4.3.3 白樺BpIAA10基因的遺傳轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因白樺的多重分子檢測
        4.3.4 BpIAA10基因影響白樺頂端幼葉的發(fā)育
        4.3.5 BpIAA10基因影響白樺休眠芽形成
        4.3.6 BpIAA10參與調(diào)控白樺不定根發(fā)育
        4.3.7 BpIAA10參與白樺氣孔發(fā)育
        4.3.8 BpIAA10基因參與白樺高生長
        4.3.9 BpIAA10影響白樺功能葉基頂軸方向發(fā)育
    4.4 小結(jié)
5 酵母單雜交和酵母雙雜交篩選BpIAA10啟動子/BpIAA10轉(zhuǎn)錄因子的互作蛋白
    5.1 材料
        5.1.1 植物材料
        5.1.2 菌種與質(zhì)粒
        5.1.3 引物合成
        5.1.4 主要儀器設(shè)備
        5.1.5 試劑與培養(yǎng)基
    5.2 方法
        5.2.1 白樺cDNA文庫構(gòu)建
        5.2.2 酵母單雜交篩選BpIAA10啟動子的互作蛋白
        5.2.3 驗證酵母單雜交結(jié)果
        5.2.4 pGBKT7-IAA10誘餌載體的構(gòu)建
        5.2.5 pGBKT7-IAA10的自激活和毒性檢測
        5.2.6 pGBKT7-IAA10和pGADT7-cDNA文庫質(zhì)粒共轉(zhuǎn)化酵母細(xì)胞
        5.2.7 陽性克隆的生物信息學(xué)分析
        5.2.8 雙分子熒光互補(BiFC)驗證酵母雙雜交篩選出的互作蛋白
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 白樺cDNA文庫的構(gòu)建及質(zhì)量檢測
        5.3.2 酵母單雜交篩選BpIAA10基因的上游調(diào)控因子
        5.3.3 植物細(xì)胞中驗證酵母單雜交篩選結(jié)果
        5.3.4 誘餌載體構(gòu)建
        5.3.5 誘餌載體的自激活及毒性檢測
        5.3.6 pGBKT7-IAA10與pGADT7-cDNA共轉(zhuǎn)化后的篩選
        5.3.7 陽性克隆的生物信息學(xué)分析
        5.3.8 雙分子熒光互補(BiFC)在植物細(xì)胞內(nèi)驗證候選蛋白的互作
    5.4 小結(jié)
6 討論
結(jié)論
工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
附件



本文編號：3829128