小麥脫氫抗壞血酸還原酶DHAR基因的克隆與功能分析
發(fā)布時間:2021-07-01 07:13
維生素C(Vc)又名L-抗壞血酸(AsA),能夠去除細胞內(nèi)的有毒活性氧ROS,也參與葉黃素循環(huán)和維生素E的再生,在動植物體內(nèi)有重要的代謝和抗氧化功能。對于人類來說,維生素C只能通過每天有規(guī)律的飲食來獲取,因為維生素C不能在人體中合成和儲存,所以提高植物中維生素C的含量對人類健康有重要意義。脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)作為維生素C代謝循環(huán)過程中的關(guān)鍵酶,能夠催化還原型谷胱甘肽將維生素C代謝的中間產(chǎn)物脫氫抗壞血酸(DHA)還原為AsA,從而減少AsA的流失,增加其含量。本試驗以小麥為試驗材料,克隆出小麥的DHAR基因,構(gòu)建Ubi-DHAR過表達載體,再通過基因槍轉(zhuǎn)化、組織培養(yǎng)、PCR陽性驗證等獲得陽性植株,并從表達量等分子水平和抗壞血酸含量及酶活性等生理水平對T1代轉(zhuǎn)基因植株進行試驗,同時對植株進行旱脅迫和氧化脅迫試驗,研究其抗逆性。該試驗通過在小麥中過表達的DHAR基因,提高其維生素C的含量,增加其營養(yǎng)價值,同時也增強小麥的抗逆能力,為植物抗逆育種提供思路。獲得的主要結(jié)果如下:1、從小麥中克隆了DHAR基因的3個拷貝,選取其中表達水平較高的拷貝構(gòu)建以Ubi為啟動子...
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)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)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
第一章 文獻綜述
1.1 AsA在植物體內(nèi)的生理功能
1.1.1 作為抗氧化劑
1.1.2 參與植物的光合作用和光保護
1.1.3 調(diào)控細胞壁代謝和細胞膨大
1.1.4 調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育
1.2 高等植物中AsA的合成與代謝
1.2.1 植物中AsA的合成
1.2.2 植物中AsA的代謝
1.3 脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)的研究進展
1.4 研究的意義和目的
1.4.1 研究意義
1.4.2 研究目的及內(nèi)容
第二章 材料與方法
2.1 試驗材料
2.1.1 植物品種和質(zhì)粒材料
2.1.2 試驗試劑及儀器
2.2 DHAR基因的克隆
2.2.3 目的片段末端加A及膠回收
2.2.4 基因片段與T載體連接
2.2.5 轉(zhuǎn)化及藍白班篩選
2.2.6 質(zhì)粒的提取
2.2.7 基因序列的測定及比對
2.3 基因序列分析
2.4 過表達載體的構(gòu)建
2.4.1 構(gòu)建原理及引物設(shè)計
2.4.2 DHAR基因的的獲得
2.4.3 載體序列酶切線性化
2.4.4 基因與載體片段的連接、轉(zhuǎn)化、測序
2.5 Ubi-DHAR載體基因槍轉(zhuǎn)化小麥幼胚
2.6 轉(zhuǎn)基因小麥植株的PCR檢測
2.6.1 小麥基因組DNA的提取
2.6.2 轉(zhuǎn)基因小麥植株的PCR篩選
2.7 DHAR基因表達量測定
2.7.1 轉(zhuǎn)基因小麥植株RNA的提取及反轉(zhuǎn)錄
2.7.2 熒光定量PCR測定表達量
2.8 轉(zhuǎn)基因小麥植株的生理指標(biāo)的測定
2.8.1 轉(zhuǎn)基因小麥植株的DHAR酶活性測定
2.8.2 轉(zhuǎn)基因小麥植株的AsA及 DHA含量的測定
2.8.3 轉(zhuǎn)基因小麥植株的其他酶活性測定
2.9 轉(zhuǎn)基因小麥植株的抗逆性試驗
2.9.1 轉(zhuǎn)基因小麥植株的干旱脅迫試驗
2.9.2 轉(zhuǎn)基因小麥植株的葉片抗氧化試驗
第三章 試驗結(jié)果
3.1 DHAR基因的克隆與載體構(gòu)建
3.2 DHAR生物信息學(xué)分析
3.2.1 DHAR蛋白的理化性質(zhì)分析
3.2.2 DHAR蛋白的信號肽和跨膜結(jié)構(gòu)域預(yù)測
3.2.3 DHAR蛋白的結(jié)構(gòu)預(yù)測
3.2.4 DHAR基因的啟動子順式作用元件分析
3.3 轉(zhuǎn)基因小麥的分子檢測
3.3.1 轉(zhuǎn)基因小麥陽性檢測
3.3.2 轉(zhuǎn)基因小麥葉片和種子的表達量分析
3.4 轉(zhuǎn)基因小麥抗壞血酸含量及酶活性分析
3.4.1 轉(zhuǎn)基因小麥DHAR酶活性分析
3.4.2 轉(zhuǎn)基因小麥抗壞血酸含量分析
3.4.3 轉(zhuǎn)基因小麥APX、MDHAR、GR酶活性分析
3.5 轉(zhuǎn)基因小麥抗逆性初步分析
3.5.1 轉(zhuǎn)基因小麥耐旱性分析
3.5.2 轉(zhuǎn)基因小麥植株抗氧化性分析
第四章 討論
4.1 DHAR的過表達與AsA代謝系統(tǒng)的關(guān)系
4.2 DHAR的過表達對其活性和AsA含量的影響
4.3 DHAR轉(zhuǎn)基因小麥植株的表型分析
4.4 過表達DHAR基因來增強植株抗逆性的可能性分析
4.4.1 DHAR的過表達與小麥抗旱性的初步分析
4.4.2 DHAR的過表達與小麥抗氧化性的初步分析
4.5 進一步研究問題
第五章 結(jié)論
參考文獻
附錄
致謝
個人簡歷
本文編號:3258692
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)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)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
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摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
第一章 文獻綜述
1.1 AsA在植物體內(nèi)的生理功能
1.1.1 作為抗氧化劑
1.1.2 參與植物的光合作用和光保護
1.1.3 調(diào)控細胞壁代謝和細胞膨大
1.1.4 調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育
1.2 高等植物中AsA的合成與代謝
1.2.1 植物中AsA的合成
1.2.2 植物中AsA的代謝
1.3 脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)的研究進展
1.4 研究的意義和目的
1.4.1 研究意義
1.4.2 研究目的及內(nèi)容
第二章 材料與方法
2.1 試驗材料
2.1.1 植物品種和質(zhì)粒材料
2.1.2 試驗試劑及儀器
2.2 DHAR基因的克隆
2.2.3 目的片段末端加A及膠回收
2.2.4 基因片段與T載體連接
2.2.5 轉(zhuǎn)化及藍白班篩選
2.2.6 質(zhì)粒的提取
2.2.7 基因序列的測定及比對
2.3 基因序列分析
2.4 過表達載體的構(gòu)建
2.4.1 構(gòu)建原理及引物設(shè)計
2.4.2 DHAR基因的的獲得
2.4.3 載體序列酶切線性化
2.4.4 基因與載體片段的連接、轉(zhuǎn)化、測序
2.5 Ubi-DHAR載體基因槍轉(zhuǎn)化小麥幼胚
2.6 轉(zhuǎn)基因小麥植株的PCR檢測
2.6.1 小麥基因組DNA的提取
2.6.2 轉(zhuǎn)基因小麥植株的PCR篩選
2.7 DHAR基因表達量測定
2.7.1 轉(zhuǎn)基因小麥植株RNA的提取及反轉(zhuǎn)錄
2.7.2 熒光定量PCR測定表達量
2.8 轉(zhuǎn)基因小麥植株的生理指標(biāo)的測定
2.8.1 轉(zhuǎn)基因小麥植株的DHAR酶活性測定
2.8.2 轉(zhuǎn)基因小麥植株的AsA及 DHA含量的測定
2.8.3 轉(zhuǎn)基因小麥植株的其他酶活性測定
2.9 轉(zhuǎn)基因小麥植株的抗逆性試驗
2.9.1 轉(zhuǎn)基因小麥植株的干旱脅迫試驗
2.9.2 轉(zhuǎn)基因小麥植株的葉片抗氧化試驗
第三章 試驗結(jié)果
3.1 DHAR基因的克隆與載體構(gòu)建
3.2 DHAR生物信息學(xué)分析
3.2.1 DHAR蛋白的理化性質(zhì)分析
3.2.2 DHAR蛋白的信號肽和跨膜結(jié)構(gòu)域預(yù)測
3.2.3 DHAR蛋白的結(jié)構(gòu)預(yù)測
3.2.4 DHAR基因的啟動子順式作用元件分析
3.3 轉(zhuǎn)基因小麥的分子檢測
3.3.1 轉(zhuǎn)基因小麥陽性檢測
3.3.2 轉(zhuǎn)基因小麥葉片和種子的表達量分析
3.4 轉(zhuǎn)基因小麥抗壞血酸含量及酶活性分析
3.4.1 轉(zhuǎn)基因小麥DHAR酶活性分析
3.4.2 轉(zhuǎn)基因小麥抗壞血酸含量分析
3.4.3 轉(zhuǎn)基因小麥APX、MDHAR、GR酶活性分析
3.5 轉(zhuǎn)基因小麥抗逆性初步分析
3.5.1 轉(zhuǎn)基因小麥耐旱性分析
3.5.2 轉(zhuǎn)基因小麥植株抗氧化性分析
第四章 討論
4.1 DHAR的過表達與AsA代謝系統(tǒng)的關(guān)系
4.2 DHAR的過表達對其活性和AsA含量的影響
4.3 DHAR轉(zhuǎn)基因小麥植株的表型分析
4.4 過表達DHAR基因來增強植株抗逆性的可能性分析
4.4.1 DHAR的過表達與小麥抗旱性的初步分析
4.4.2 DHAR的過表達與小麥抗氧化性的初步分析
4.5 進一步研究問題
第五章 結(jié)論
參考文獻
附錄
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本文編號:3258692
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