丹參（Salvia miltiorrhiza Bunge）作為我國的傳統(tǒng)大宗藥材之一,主要用于治療心腦血管等疾病。丹參親水性成分的親水性特性更加符合我國傳統(tǒng)中藥水煎劑的用藥特點而深受關注。植物PsbD基因對穩(wěn)定類囊體膜上PSII復合體發(fā)揮重要作用而影響植物的光合作用。植物通過光合作用產(chǎn)生的光合產(chǎn)物為次生代謝物提供能量和前體物質,次生代謝從幾個主要分支點與初生代謝相連接,因此,光合作用產(chǎn)物的多少直接影響下游的次生代謝。本研究以丹參無菌苗為試驗材料,研究了過表達SmPsbD對丹參光合作用及其產(chǎn)物合成的影響,分析了引起產(chǎn)物合成量變化的原因,進一步探討了光合作用產(chǎn)物對丹參中酚類化合物生物合成的影響及其機理。取得的主要結果如下:1.明確了丹參SmPsbD的進化關系及其組織特異性。利用MEGA7.0對丹參SmPsbD的氨基酸序列進行進化樹分析,結果表明,目的基因基本遵循由低等藻類植物到高等雙子葉植物的進化關系。利用RT-qPCR技術檢測了丹參SmPsbD在開花期丹參的根、莖、嫩葉、成熟葉以及花中的轉錄水平表達,發(fā)現(xiàn)該基因在根中不表達,只在地上組織中表達,表達水平依次為:成熟葉>嫩葉>莖... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：175 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
第一章 文獻綜述
    1.1 丹參及其在心血管治療方面的研究進展
        1.1.1 丹參簡介
        1.1.2 丹參在心血管疾病治療方面的研究進展
    1.2 丹參酚酸類成分的生源合成及調控研究進展
        1.2.1 酚酸類成分生源途徑研究進展
        1.2.2 丹參酚酸類成分合成及調控研究進展
    1.3 類黃酮的生源合成及調控研究進展
        1.3.1 類黃酮的生源途徑研究進展
        1.3.2 類黃酮成分合成及調控研究進展
    1.4 植物PsbD基因研究進展
        1.4.1 PsbD基因的表達調控
        1.4.2 PsbD基因與其他光合蛋白之間的關系
        1.4.3 PsbD基因啟動子研究進展
        1.4.4 PsbD基因參與植物對非生物脅迫的應答
    1.5 本研究的目的意義
    1.6 研究內容與技術路線
        1.6.1 研究內容
        1.6.2 研究技術路線
第二章 丹參SmPsbD生物信息學分析及過表達轉基因植株獲得
    2.1 引言
    2.2 材料、試劑與儀器
        2.2.1 丹參材料及無菌苗的獲得與培養(yǎng)
        2.2.2 菌株與載體
        2.2.3 試劑及試劑盒
        2.2.4 主要儀器與設備
        2.2.5 引物設計、合成及測序
    2.3 研究方法
        2.3.1 生物信息學分析
        2.3.2 基因表達分析
        2.3.3 丹參SmPsbD基因c DNA全長序列的克隆
        2.3.4 丹參SmPsbD過表達載體的構建
        2.3.5 農(nóng)桿菌介導的植物遺傳轉化及抗性丹參幼苗的獲得
        2.3.6 轉基因植株的PCR鑒定及陽性植株篩選
        2.3.7 數(shù)據(jù)分析
    2.4 結果與分析
        2.4.1 丹參SmPsbD的 c DNA序列分析
        2.4.2 丹參SmPsbD系統(tǒng)進化分析
        2.4.3 丹參SmPsbD啟動子順式作用元件分析
        2.4.4 丹參總RNA的提取與檢測
        2.4.5 丹參SmPsbD的組織特異性表達分析
        2.4.6 丹參SmPsbD過表達載體重組質粒的獲得
        2.4.7 轉基因植株的PCR鑒定
        2.4.8 轉基因植株的轉化效率
        2.4.9 丹參SmPsbD過表達轉基因植株中目的基因的表達量分析
    2.5 討論
    2.6 小結
第三章 基于轉錄組分析過表達SmPsbD對丹參轉錄水平的影響
    3.1 引言
    3.2 材料、試劑與儀器
        3.2.1 材料
        3.2.2 試劑
        3.2.3 主要儀器
    3.3 實驗方法
        3.3.1 轉錄組表達譜分析
        3.3.2 生物信息學分析
        3.3.3 數(shù)據(jù)處理
    3.4 結果與分析
        3.4.1 轉錄組測序數(shù)據(jù)及質量控制
        3.4.2 轉錄組測序數(shù)據(jù)過濾前后統(tǒng)計分析
        3.4.3 RNA-seq數(shù)據(jù)與丹參參考基因組序列比對率分析
        3.4.4 總體樣本重復性分析
        3.4.5 差異表達分析及篩選
        3.4.6 差異表達基因的聚類分析熱圖
        3.4.7 差異表達基因的GO功能注釋和富集分析
        3.4.8 差異表達基因KEGG功能注釋和富集分析
        3.4.9 基于Map Man軟件分析代謝通路
        3.4.10 差異表達基因的RT-qPCR驗證
    3.5 討論
    3.6 小結
第四章 基于代謝組分析過表達SmPsbD對丹參代謝水平的影響
    4.1 引言
    4.2 材料、試劑與儀器
        4.2.1 材料
        4.2.2 試劑
        4.2.3 主要儀器
    4.3 實驗方法
        4.3.1 樣品預處理及提取
        4.3.2 超高效液相色譜-質譜（HPLC-MS）聯(lián)用色譜采集條件
        4.3.3 代謝物的定性與定量原理
        4.3.4 數(shù)據(jù)處理
    4.4 結果與分析
        4.4.1 總體樣本主成分分析
        4.4.2 總體樣本聚類分析
        4.4.3 重復相關性評估
        4.4.4 差異代謝物篩選
        4.4.5 差異代謝物KEGG功能注釋及富集分析
    4.5 討論
    4.6 小結
第五章 過表達SmPsbD對丹參光合作用的影響
    5.1 引言
    5.2 材料、試劑與儀器
        5.2.1 材料
        5.2.2 試劑
        5.2.3 主要儀器與設備
    5.3 實驗方法
        5.3.1 相對含水量的測定
        5.3.2 透射電子顯微鏡（TEM）
        5.3.3 葉綠素含量測定
        5.3.4 光合作用測定
        5.3.5 葉綠素熒光參數(shù)的測定
        5.3.6 光合作用產(chǎn)物含量測定
        5.3.7 轉錄組學和代謝組學聯(lián)合分析
        5.3.8 數(shù)據(jù)處理
    5.4 結果與分析
        5.4.1 過表達SmPsbD對丹參植株生長的影響
        5.4.2 過表達SmPsbD對丹參植株相對含水量的影響
        5.4.3 過表達SmPsbD對丹參葉片葉綠素含量的影響
        5.4.4 過表達SmPsbD對丹參光合作用的影響
        5.4.5 過表達SmPsbD對丹參葉綠素熒光參數(shù)的影響
        5.4.6 過表達SmPsbD對丹參葉綠體數(shù)目的影響
        5.4.7 過表達SmPsbD對丹參光反應過程的調控
        5.4.8 過表達SmPsbD轉基因植株轉錄組與代謝組聯(lián)合分析
        5.4.9 過表達SmPsbD對丹參光合作用產(chǎn)物合成量的影響
        5.4.10 過表達SmPsbD對丹參光合作用產(chǎn)物相關生物合成途徑的調控
    5.5 討論
    5.6 小結
第六章 過表達SmPsbD對丹參酚類化合物生物合成的影響
    6.1 引言
    6.2 材料、試劑與儀器
        6.2.1 材料
        6.2.2 試劑
        6.2.3 主要儀器與設備
    6.3 實驗方法
        6.3.1 丹酚酸B及迷迭香酸含量測定
        6.3.2 總黃酮的含量測定
        6.3.3 總酚的含量測定
        6.3.4 數(shù)據(jù)處理
    6.4 結果與分析
        6.4.1 過表達SmPsbD對丹參丹酚酸B合成積累的影響
        6.4.2 過表達SmPsbD對迷迭香酸成分積累的影響
        6.4.3 過表達SmPsbD對總酚與總黃酮成分積累的影響
        6.4.4 過表達SmPsbD對酚類化合物生物合成途徑的影響分析
    6.5 討論
    6.6 小結
第七章 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
附錄A 常用儀器型號和培養(yǎng)基配方
附錄B 實驗附表和附圖
致謝
個人簡歷



本文編號：3148713