甘蔗應答SrMV侵染的miRNA表達譜及抗病相關基因挖掘
發(fā)布時間:2022-09-30 10:52
甘蔗(Saccharum spp.hybrids)是最重要的糖類作物,甘蔗花葉病是一種世界性的甘蔗主要病害,影響甘蔗產(chǎn)量及含糖量。該病有多種病原,其中高粱花葉病毒(Sorghum mosaic virus,SrMV)是近十多年來我國蔗區(qū)甘蔗花葉病的優(yōu)勢病原。有關該病的研究集中在病原菌分布情況、致病機制、檢測方法以及通過沉默病毒蛋白基因改良抗病性的研究,但對甘蔗受花葉病毒侵染過程相關信號通路、差異表達基因與蛋白、互作基因與蛋白等還未深入研究。miRNA作為植物生長發(fā)育與抵御逆境的關鍵調節(jié)因子,能夠通過調控靶基因的表達參與植物的各項生命活動。因此,本研究利用高通量測序和生物信息學技術,首次構建了甘蔗抗病和感病基因型受SrMV侵染后的miRNA富集文庫;根據(jù)miRNA表達豐度的變化,鑒定SrMV誘導的差異表達miRNA及其靶基因;通過熒光定量PCR(qRT-PCR)及在本氏煙(Nicotiana tabacum)中瞬時過表達miRNA,驗證差異表達miRNA的功能,揭示其在SrMV侵染下調控的分子機理,并進行抗病相關基因挖掘和鑒定,以期為利用基因工程技術創(chuàng)制抗病材料與培育抗花葉病品種提供抗病...
【文章頁數(shù)】:108 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
1 甘蔗花葉病
1.1 甘蔗花葉病的發(fā)生與流行
1.2 甘蔗花葉病的病原物
1.3 SrMV的基因組結構
1.4 花葉病毒的系統(tǒng)侵染
2 miRNA的研究現(xiàn)狀
2.1 miRNA的概述
2.2 miRNA的合成及作用機制
2.3 植物miRNA研究現(xiàn)狀
2.4 甘蔗miRNA研究現(xiàn)狀
2.5 高通量測序鑒定miRNA及其靶基因
3 植物病程相關基因PR10研究進展
4 本研究的目的及意義
5 技術路線
第二章 SrMV侵染前后甘蔗miRNA數(shù)據(jù)集的構建與分析
1 材料與方法
1.1 植物材料及處理
1.2 總RNA提取及質量檢測
1.3 基因組DNA去除及第一鏈cDNA的合成
1.4 小RNA文庫的構建、測序
1.5 小RNA數(shù)據(jù)集的生物信息學分析
2 結果與分析
2.1 總RNA的質量檢測
2.2 小RNA測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
2.3 小RNA序列的比對清理
2.4 miRNA分析
2.5 miRNA靶基因的預測
2.6 差異表達miRNA靶基因的注釋
3 討論
第三章 差異表達miRNA及其靶基因的主要功能分析
1 材料與方法
1.1 植物材料的準備
1.2 cDNA的合成
1.3 引物設計
1.4 qRT-PCR表達分析
1.5 miRNA前體的克隆
1.6 甘蔗miRNA瞬時表達分析
2 結果與分析
2.1 miRNA及其靶基因的定量引物特異性分析
2.2 miRNA表達量數(shù)據(jù)可靠性分析
2.3 候選miRNA及其靶基因的表達分析
2.4 甘蔗miRNA前體的克隆
2.5 甘蔗miRNA的瞬時表達分析
3 討論
3.1 miRNA表達量測序結果準確性分析
3.2 miRNA及其靶基因的qRT-PCR分析
3.3 miRNA的煙草瞬時表達分析
第四章 甘蔗病程相關蛋白基因ScPR10的克隆與鑒定
1 材料與方法
1.1 植物材料及處理
1.2 總RNA提取及質量檢測
1.3 基因組DNA的去除及cDNA的合成
1.4 甘蔗ScPR10基因的克隆及序列分析
1.5 甘蔗ScPR10基因表達模式分析
1.6 甘蔗ScPR10蛋白亞細胞定位分析
1.7 甘蔗ScPR10瞬時表達分析
2 結果與分析
2.1 甘蔗ScPR10基因的克隆及序列分析
2.2 甘蔗ScPR10基因表達模式分析
2.3 甘蔗ScPR10蛋白亞細胞定位分析
2.4 甘蔗ScPR10基因瞬時表達分析
3 討論
第五章 結論與展望
1 結論
2 特色與創(chuàng)新點
3 展望
參考文獻
讀學位期間的學術論文與研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]植物免疫應答過程中Ca2+及CaM/CML的功能[J]. 張超,趙芊,張哲,宋水山. 生物學雜志. 2014(02)
[2]甘蔗條紋花葉病毒P3蛋白與甘蔗Rubisco大亞基互作的研究[J]. 朱海龍,程光遠,彭磊,柴哲,郭晉隆,許莉萍,徐景升. 西北植物學報. 2014(04)
[3]橡膠樹膠孢炭疽病菌致病相關基因CgATG8的功能分析[J]. 李超萍,林春花,翟李剛,時濤,黃貴修. 熱帶作物學報. 2013(11)
[4]活性氧對植物自噬調控的研究進展[J]. 景紅娟,周廣舟,譚曉榮,平康康,任雪建. 植物學報. 2012(05)
[5]新一代測序技術應用于microRNA檢測[J]. 湯海明,陳紅,張靜,任景怡,許寧. 遺傳. 2012(06)
[6]Autophagy in mammalian cells[J]. Kadija Abounit,Tiziano M Scarabelli,Roy B McCauley. World Journal of Biological Chemistry. 2012(01)
[7]植物MicroRNA的特點與研究方法[J]. 周立敬,高飛,馬亭亭,劉冉,馬玲,姚堯,周宜君. 生物技術通報. 2011(05)
[8]植物激素信號傳導途徑研究進展[J]. 溫小杰,張學勇,郝晨陽,蒲文,劉旭. 中國農業(yè)科技導報. 2010(06)
[9]甘蔗花葉病研究進展[J]. 王曉燕,李文鳳,黃應昆,盧文潔,羅志明. 中國糖料. 2009(04)
[10]利用高通量測序技術發(fā)現(xiàn)植物小分子RNA研究進展[J]. 衛(wèi)波,張榮志,李愛麗,毛龍. 中國農業(yè)科學. 2009(11)
博士論文
[1]甘蔗應答黑穗病菌侵染的轉錄組與蛋白組研究及抗性相關基因挖掘[D]. 蘇亞春.福建農林大學 2014
[2]油菜(Brassica napus)miRNA的鑒定及Bna-miR1140表達調控機制研究[D]. 董云.石河子大學 2013
[3]葡萄microRNA及其靶基因的識別、鑒定及作用方式研究[D]. 王晨.南京農業(yè)大學 2012
碩士論文
[1]水楊酸(SA)誘導的黃瓜超敏反應相關基因的篩選和表達分析[D]. 劉雙.哈爾濱師范大學 2016
[2]鋁脅迫誘導的小麥蘋果酸分泌信號轉導通路中IAA及MAPKs響應機制研究[D]. 林亞蒙.華中農業(yè)大學 2015
[3]水稻抗黑條矮縮病相關miRNA鑒定及功能分析[D]. 李艷舞.南京師范大學 2015
[4]甘蔗受黑穗病菌脅迫下microRNA差異表達及其靶基因功能分析[D]. 張玉葉.福建農林大學 2015
[5]基于高通量測序的中國甜柿microRNAs鑒定及分析[D]. 羅玉潔.華中農業(yè)大學 2014
[6]利用高通量測序技術鑒定棉纖維發(fā)育相關miRNAs及其靶基因[D]. 南文智.西北農林科技大學 2013
[7]水稻硫酸鹽轉運蛋白OsSultr1;1基因功能的研究[D]. 董婷.山東大學 2010
[8]植物NPR1及NPR1-like基因的克隆與功能分析[D]. 張穎.山東農業(yè)大學 2008
[9]葉綠體核糖體蛋白PSRP-1部分cDNA序列的克隆[D]. 袁旭.四川大學 2001
本文編號:3683419
【文章頁數(shù)】:108 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
1 甘蔗花葉病
1.1 甘蔗花葉病的發(fā)生與流行
1.2 甘蔗花葉病的病原物
1.3 SrMV的基因組結構
1.4 花葉病毒的系統(tǒng)侵染
2 miRNA的研究現(xiàn)狀
2.1 miRNA的概述
2.2 miRNA的合成及作用機制
2.3 植物miRNA研究現(xiàn)狀
2.4 甘蔗miRNA研究現(xiàn)狀
2.5 高通量測序鑒定miRNA及其靶基因
3 植物病程相關基因PR10研究進展
4 本研究的目的及意義
5 技術路線
第二章 SrMV侵染前后甘蔗miRNA數(shù)據(jù)集的構建與分析
1 材料與方法
1.1 植物材料及處理
1.2 總RNA提取及質量檢測
1.3 基因組DNA去除及第一鏈cDNA的合成
1.4 小RNA文庫的構建、測序
1.5 小RNA數(shù)據(jù)集的生物信息學分析
2 結果與分析
2.1 總RNA的質量檢測
2.2 小RNA測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
2.3 小RNA序列的比對清理
2.4 miRNA分析
2.5 miRNA靶基因的預測
2.6 差異表達miRNA靶基因的注釋
3 討論
第三章 差異表達miRNA及其靶基因的主要功能分析
1 材料與方法
1.1 植物材料的準備
1.2 cDNA的合成
1.3 引物設計
1.4 qRT-PCR表達分析
1.5 miRNA前體的克隆
1.6 甘蔗miRNA瞬時表達分析
2 結果與分析
2.1 miRNA及其靶基因的定量引物特異性分析
2.2 miRNA表達量數(shù)據(jù)可靠性分析
2.3 候選miRNA及其靶基因的表達分析
2.4 甘蔗miRNA前體的克隆
2.5 甘蔗miRNA的瞬時表達分析
3 討論
3.1 miRNA表達量測序結果準確性分析
3.2 miRNA及其靶基因的qRT-PCR分析
3.3 miRNA的煙草瞬時表達分析
第四章 甘蔗病程相關蛋白基因ScPR10的克隆與鑒定
1 材料與方法
1.1 植物材料及處理
1.2 總RNA提取及質量檢測
1.3 基因組DNA的去除及cDNA的合成
1.4 甘蔗ScPR10基因的克隆及序列分析
1.5 甘蔗ScPR10基因表達模式分析
1.6 甘蔗ScPR10蛋白亞細胞定位分析
1.7 甘蔗ScPR10瞬時表達分析
2 結果與分析
2.1 甘蔗ScPR10基因的克隆及序列分析
2.2 甘蔗ScPR10基因表達模式分析
2.3 甘蔗ScPR10蛋白亞細胞定位分析
2.4 甘蔗ScPR10基因瞬時表達分析
3 討論
第五章 結論與展望
1 結論
2 特色與創(chuàng)新點
3 展望
參考文獻
讀學位期間的學術論文與研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]植物免疫應答過程中Ca2+及CaM/CML的功能[J]. 張超,趙芊,張哲,宋水山. 生物學雜志. 2014(02)
[2]甘蔗條紋花葉病毒P3蛋白與甘蔗Rubisco大亞基互作的研究[J]. 朱海龍,程光遠,彭磊,柴哲,郭晉隆,許莉萍,徐景升. 西北植物學報. 2014(04)
[3]橡膠樹膠孢炭疽病菌致病相關基因CgATG8的功能分析[J]. 李超萍,林春花,翟李剛,時濤,黃貴修. 熱帶作物學報. 2013(11)
[4]活性氧對植物自噬調控的研究進展[J]. 景紅娟,周廣舟,譚曉榮,平康康,任雪建. 植物學報. 2012(05)
[5]新一代測序技術應用于microRNA檢測[J]. 湯海明,陳紅,張靜,任景怡,許寧. 遺傳. 2012(06)
[6]Autophagy in mammalian cells[J]. Kadija Abounit,Tiziano M Scarabelli,Roy B McCauley. World Journal of Biological Chemistry. 2012(01)
[7]植物MicroRNA的特點與研究方法[J]. 周立敬,高飛,馬亭亭,劉冉,馬玲,姚堯,周宜君. 生物技術通報. 2011(05)
[8]植物激素信號傳導途徑研究進展[J]. 溫小杰,張學勇,郝晨陽,蒲文,劉旭. 中國農業(yè)科技導報. 2010(06)
[9]甘蔗花葉病研究進展[J]. 王曉燕,李文鳳,黃應昆,盧文潔,羅志明. 中國糖料. 2009(04)
[10]利用高通量測序技術發(fā)現(xiàn)植物小分子RNA研究進展[J]. 衛(wèi)波,張榮志,李愛麗,毛龍. 中國農業(yè)科學. 2009(11)
博士論文
[1]甘蔗應答黑穗病菌侵染的轉錄組與蛋白組研究及抗性相關基因挖掘[D]. 蘇亞春.福建農林大學 2014
[2]油菜(Brassica napus)miRNA的鑒定及Bna-miR1140表達調控機制研究[D]. 董云.石河子大學 2013
[3]葡萄microRNA及其靶基因的識別、鑒定及作用方式研究[D]. 王晨.南京農業(yè)大學 2012
碩士論文
[1]水楊酸(SA)誘導的黃瓜超敏反應相關基因的篩選和表達分析[D]. 劉雙.哈爾濱師范大學 2016
[2]鋁脅迫誘導的小麥蘋果酸分泌信號轉導通路中IAA及MAPKs響應機制研究[D]. 林亞蒙.華中農業(yè)大學 2015
[3]水稻抗黑條矮縮病相關miRNA鑒定及功能分析[D]. 李艷舞.南京師范大學 2015
[4]甘蔗受黑穗病菌脅迫下microRNA差異表達及其靶基因功能分析[D]. 張玉葉.福建農林大學 2015
[5]基于高通量測序的中國甜柿microRNAs鑒定及分析[D]. 羅玉潔.華中農業(yè)大學 2014
[6]利用高通量測序技術鑒定棉纖維發(fā)育相關miRNAs及其靶基因[D]. 南文智.西北農林科技大學 2013
[7]水稻硫酸鹽轉運蛋白OsSultr1;1基因功能的研究[D]. 董婷.山東大學 2010
[8]植物NPR1及NPR1-like基因的克隆與功能分析[D]. 張穎.山東農業(yè)大學 2008
[9]葉綠體核糖體蛋白PSRP-1部分cDNA序列的克隆[D]. 袁旭.四川大學 2001
本文編號:3683419
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