毛白楊蔗糖合酶PtSS基因家族成員的初步功能分析
發(fā)布時(shí)間:2021-05-15 08:31
木材品質(zhì)改良是林木遺傳育種領(lǐng)域的重要研究課題之一,纖維素是細(xì)胞壁的主要成分,與木材品質(zhì)密切相關(guān)。纖維素是由UDP-G通過β-1,4糖苷鍵鏈接而成的多聚物,蔗糖合酶(Sucrose Synthase,SS)催化蔗糖分解為UDP-G和果糖,而UDP-G為纖維素合成的底物,對(duì)于纖維葡聚糖鏈的聚合延伸具有至關(guān)重要的作用。因此,開展毛白楊蔗糖合酶PtSS基因家族成員功能的研究,對(duì)于探究PtSS基因家族成員在木材形成的分子機(jī)制具有重要的理論意義,同時(shí),對(duì)于通過基因工程改良木材品質(zhì)具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。該研究以毛白楊為試材,在前期克隆部分毛白楊蔗糖合酶基因家族成員及其啟動(dòng)子,以及構(gòu)建了部分基因成員正義表達(dá)載體的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了9個(gè)amiRNAi載體,通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)在楊樹中進(jìn)行了遺傳轉(zhuǎn)化,經(jīng)PCR檢測(cè)鑒定獲得陽性植株,進(jìn)一步對(duì)轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行了RT-qPCR分析、酶學(xué)活性測(cè)定分析和糖代謝變化相關(guān)分析,對(duì)毛白楊蔗糖合酶部分基因家族成員的功能進(jìn)行了初步鑒定。主要研究結(jié)果如下:1、采用amiRNAi技術(shù)構(gòu)建了amiRNA-PtSS1、amiRNA-PtSS2.amiRNA-PtSS3. amiRNA-PtSS4、...
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
引言
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 蔗糖合酶基因SS
1.2 SS功能研究進(jìn)展
1.2.1 SS的催化功能調(diào)控
1.2.1.1 SS在淀粉合成過程中的作用
1.2.1.2 SS在纖維發(fā)育過程中的關(guān)鍵作用
1.2.1.3 SS在逆境脅迫等其他方面的作用
1.2.2 SS的非催化功能調(diào)控
1.3 SS基因功能驗(yàn)證
1.4 毛白楊PtSS基因家族的研究進(jìn)展
1.5 植物SS基因家族研究前景
2 立題依據(jù)與技術(shù)路線
3 對(duì)毛白楊蔗糖合酶PtSS基因家族成員進(jìn)行初步的功能分析
3.1 研究材料
3.2 儀器與設(shè)備
3.3 實(shí)驗(yàn)試劑和菌株
3.3.1 試劑
3.3.2 菌株
3.3.3 培養(yǎng)基配制
3.4 實(shí)驗(yàn)方法
3.4.1 毛白楊PtSS基因家族成員amiRNA前體(pri-amiRNA)引物設(shè)計(jì)
3.4.1.1 靶序列輸入
3.4.1.2 amiRNA的設(shè)計(jì)結(jié)果輸出及篩選
3.4.2 毛白楊PtSS基因家族成員amiRNA反義表達(dá)載體的構(gòu)建
3.4.2.1 amiRNA前體(pri-amiRNA)的克隆
3.4.2.2 amiRNA前體與載體連接
3.4.2.3 將連接載體導(dǎo)入到大腸桿菌感受態(tài)
3.4.2.4 大腸桿菌的陽性檢測(cè)及篩選
3.4.2.5 陽性大腸桿菌的培養(yǎng)及目的基因的測(cè)序及二維結(jié)構(gòu)的模擬
3.4.2.6 毛白楊PtSS基因家族amiRNA載體構(gòu)建
3.4.2.7 陽性大腸桿菌質(zhì)粒DNA的提取
3.4.3 毛白楊PtSS基因家族成員amiRNA基因的轉(zhuǎn)化
3.4.3.1 農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化
3.4.3.2 外植體準(zhǔn)備
3.4.3.3 農(nóng)桿菌侵染轉(zhuǎn)化
3.4.4 轉(zhuǎn)基因植株的PCR陽性檢測(cè)
3.4.5 轉(zhuǎn)基因株系不同組織總RNA的提取與純化
3.4.5.1 毛白楊總RNA的提取采用改良CTAB法
3.4.5.2 去除DNA污染
3.4.5.3 RNA純度和含量
3.4.6 RT-qPCR檢測(cè)
3.4.6.1 第一鏈cDNA的合成
3.4.6.2 RT-qPCR
3.4.7 測(cè)定轉(zhuǎn)基因株系不同組織中蔗糖合酶活性
3.4.7.1 酶提取液的制備
3.4.7.2 酶液的提取
3.4.7.3 酶反應(yīng)液的制備
3.4.7.4 蔗糖合酶活性測(cè)定
3.4.8 測(cè)定轉(zhuǎn)基因株系不同組織中糖含量的測(cè)定
3.4.8.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作
3.4.8.2 制備糖提取液
3.4.8.3 糖含量測(cè)定
3.5 結(jié)果與分析
3.5.1 AmiRNA前體(pri-amiRNA)引物的獲得
3.5.2 amiRNA前體(pri-amiRNA)的連接與轉(zhuǎn)化
3.5.2.1 Pri-amiRNA片段的克隆與連接
3.5.2.2 Pri-amiRNA的載體構(gòu)建
3.5.2.3 Pri-amiRNA的轉(zhuǎn)化
3.5.3 轉(zhuǎn)化株系的陽性檢測(cè)
3.5.4 陽性植株mRNA的RT-qPCR定量檢測(cè)
3.5.5 陽性植株的生理生化檢測(cè)
3.5.5.1 蔗糖合酶活性檢測(cè)
3.5.5.2 糖含量的測(cè)定
3.6 討論
4 總結(jié)與展望
4.1 總結(jié)
4.2 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
導(dǎo)師介紹
成果清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]毛白楊蔗糖合酶基因PtSS2克隆與表達(dá)分析[J]. 王佳,季樂翔,陳仲,葉梅霞,李英,安新民. 西北植物學(xué)報(bào). 2013(08)
[2]毛白楊蔗糖合酶基因PtSUS1的克隆及其表達(dá)模式分析[J]. 李英,陳仲,李昊,郭斌,王佳,安新民. 中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[3]毛白楊蔗糖合酶基因PtSUS1的克隆、表達(dá)及單核苷酸多態(tài)性分析[J]. 潘煒,田佳星,杜慶章,張志毅,張德強(qiáng). 林業(yè)科學(xué). 2011(03)
[4]amiRNA分子設(shè)計(jì)及其離體合成策略[J]. 葉梅霞,崔東清,李昊,王靜澄,劉軍梅,張志毅,安新民. 中國(guó)生物工程雜志. 2010(09)
[5]玉米microRNAs及其靶基因的生物信息學(xué)預(yù)測(cè)[J]. 陳旭,李晚忱,付鳳玲. 遺傳. 2009(11)
[6]棉纖維蔗糖合酶基因SS3上游調(diào)控序列的克隆及其表達(dá)分析[J]. 羅小英,肖月華,李德謀,羅明,侯磊,李先碧,楊霞,裴炎. 中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào). 2005(03)
[7]蔗糖合酶基因啟動(dòng)子克隆及其轉(zhuǎn)基因水稻植物中特異性表達(dá)[J]. 李永春,張憲銀,薛慶中. 作物學(xué)報(bào). 2002(05)
碩士論文
[1]毛白楊蔗糖合酶PtSS基因家族成員克隆與遺傳轉(zhuǎn)化及白楊雜種無性系材性差異分析[D]. 馬煥弟.北京林業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3187316
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
引言
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 蔗糖合酶基因SS
1.2 SS功能研究進(jìn)展
1.2.1 SS的催化功能調(diào)控
1.2.1.1 SS在淀粉合成過程中的作用
1.2.1.2 SS在纖維發(fā)育過程中的關(guān)鍵作用
1.2.1.3 SS在逆境脅迫等其他方面的作用
1.2.2 SS的非催化功能調(diào)控
1.3 SS基因功能驗(yàn)證
1.4 毛白楊PtSS基因家族的研究進(jìn)展
1.5 植物SS基因家族研究前景
2 立題依據(jù)與技術(shù)路線
3 對(duì)毛白楊蔗糖合酶PtSS基因家族成員進(jìn)行初步的功能分析
3.1 研究材料
3.2 儀器與設(shè)備
3.3 實(shí)驗(yàn)試劑和菌株
3.3.1 試劑
3.3.2 菌株
3.3.3 培養(yǎng)基配制
3.4 實(shí)驗(yàn)方法
3.4.1 毛白楊PtSS基因家族成員amiRNA前體(pri-amiRNA)引物設(shè)計(jì)
3.4.1.1 靶序列輸入
3.4.1.2 amiRNA的設(shè)計(jì)結(jié)果輸出及篩選
3.4.2 毛白楊PtSS基因家族成員amiRNA反義表達(dá)載體的構(gòu)建
3.4.2.1 amiRNA前體(pri-amiRNA)的克隆
3.4.2.2 amiRNA前體與載體連接
3.4.2.3 將連接載體導(dǎo)入到大腸桿菌感受態(tài)
3.4.2.4 大腸桿菌的陽性檢測(cè)及篩選
3.4.2.5 陽性大腸桿菌的培養(yǎng)及目的基因的測(cè)序及二維結(jié)構(gòu)的模擬
3.4.2.6 毛白楊PtSS基因家族amiRNA載體構(gòu)建
3.4.2.7 陽性大腸桿菌質(zhì)粒DNA的提取
3.4.3 毛白楊PtSS基因家族成員amiRNA基因的轉(zhuǎn)化
3.4.3.1 農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化
3.4.3.2 外植體準(zhǔn)備
3.4.3.3 農(nóng)桿菌侵染轉(zhuǎn)化
3.4.4 轉(zhuǎn)基因植株的PCR陽性檢測(cè)
3.4.5 轉(zhuǎn)基因株系不同組織總RNA的提取與純化
3.4.5.1 毛白楊總RNA的提取采用改良CTAB法
3.4.5.2 去除DNA污染
3.4.5.3 RNA純度和含量
3.4.6 RT-qPCR檢測(cè)
3.4.6.1 第一鏈cDNA的合成
3.4.6.2 RT-qPCR
3.4.7 測(cè)定轉(zhuǎn)基因株系不同組織中蔗糖合酶活性
3.4.7.1 酶提取液的制備
3.4.7.2 酶液的提取
3.4.7.3 酶反應(yīng)液的制備
3.4.7.4 蔗糖合酶活性測(cè)定
3.4.8 測(cè)定轉(zhuǎn)基因株系不同組織中糖含量的測(cè)定
3.4.8.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作
3.4.8.2 制備糖提取液
3.4.8.3 糖含量測(cè)定
3.5 結(jié)果與分析
3.5.1 AmiRNA前體(pri-amiRNA)引物的獲得
3.5.2 amiRNA前體(pri-amiRNA)的連接與轉(zhuǎn)化
3.5.2.1 Pri-amiRNA片段的克隆與連接
3.5.2.2 Pri-amiRNA的載體構(gòu)建
3.5.2.3 Pri-amiRNA的轉(zhuǎn)化
3.5.3 轉(zhuǎn)化株系的陽性檢測(cè)
3.5.4 陽性植株mRNA的RT-qPCR定量檢測(cè)
3.5.5 陽性植株的生理生化檢測(cè)
3.5.5.1 蔗糖合酶活性檢測(cè)
3.5.5.2 糖含量的測(cè)定
3.6 討論
4 總結(jié)與展望
4.1 總結(jié)
4.2 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
導(dǎo)師介紹
成果清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]毛白楊蔗糖合酶基因PtSS2克隆與表達(dá)分析[J]. 王佳,季樂翔,陳仲,葉梅霞,李英,安新民. 西北植物學(xué)報(bào). 2013(08)
[2]毛白楊蔗糖合酶基因PtSUS1的克隆及其表達(dá)模式分析[J]. 李英,陳仲,李昊,郭斌,王佳,安新民. 中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[3]毛白楊蔗糖合酶基因PtSUS1的克隆、表達(dá)及單核苷酸多態(tài)性分析[J]. 潘煒,田佳星,杜慶章,張志毅,張德強(qiáng). 林業(yè)科學(xué). 2011(03)
[4]amiRNA分子設(shè)計(jì)及其離體合成策略[J]. 葉梅霞,崔東清,李昊,王靜澄,劉軍梅,張志毅,安新民. 中國(guó)生物工程雜志. 2010(09)
[5]玉米microRNAs及其靶基因的生物信息學(xué)預(yù)測(cè)[J]. 陳旭,李晚忱,付鳳玲. 遺傳. 2009(11)
[6]棉纖維蔗糖合酶基因SS3上游調(diào)控序列的克隆及其表達(dá)分析[J]. 羅小英,肖月華,李德謀,羅明,侯磊,李先碧,楊霞,裴炎. 中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào). 2005(03)
[7]蔗糖合酶基因啟動(dòng)子克隆及其轉(zhuǎn)基因水稻植物中特異性表達(dá)[J]. 李永春,張憲銀,薛慶中. 作物學(xué)報(bào). 2002(05)
碩士論文
[1]毛白楊蔗糖合酶PtSS基因家族成員克隆與遺傳轉(zhuǎn)化及白楊雜種無性系材性差異分析[D]. 馬煥弟.北京林業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3187316
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