棉花是重要的戰(zhàn)略資源,也是世界上最重要的經(jīng)濟作物之一。棉纖維是紡織工業(yè)優(yōu)良的天然原料,而棉籽則是重要的營養(yǎng)資源。普通栽培棉的植株和種子都含有色素腺體,其中包含的有毒棉酚使棉籽脂肪和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)不能被充分利用。但是,棉酚的毒性能幫助棉花抵抗多種病蟲害,對棉花的正常生長有重要作用。因此,選育植株有棉酚而種子無棉酚的棉花品種是低酚棉育種的主要目標(biāo)。色素腺體的數(shù)量與棉酚的含量有密切聯(lián)系,所以,克隆鑒定色素腺體發(fā)生的相關(guān)基因、探索腺體形成的分子機制一直是低酚棉育種的重要研究方向。單顯性基因Gl₂^e可以調(diào)控?zé)o腺體性狀的形成,是低酚棉育種的重要基因資源,并且對研究色素腺體的發(fā)生機制具有重要意義。本研究主要包括兩方面內(nèi)容:一是在精細(xì)定位的基礎(chǔ)上對Gl₂^e候選基因進(jìn)行克隆和功能驗證;二是通過對7個腺體相關(guān)材料進(jìn)行小RNA測序,分析差異表達(dá)的miRNA及其靶基因,探索腺體發(fā)生過程可能涉及的miRNA和信號通路。主要結(jié)果如下:1、根據(jù)已有結(jié)果,Gl₂^e基因被精細(xì)定位在12號... 

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略詞表
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 棉花色素腺體和棉酚
        1.1.1 棉花色素腺體性狀
        1.1.2 棉酚的特性
        1.1.3 色素腺體與棉酚的關(guān)系
        1.1.4 色素腺體研究的重要性
    1.2 色素腺體性狀的遺傳研究
        1.2.1 色素腺體相關(guān)的控制基因
        1.2.2 色素腺體相關(guān)的復(fù)等位基因
    1.3 顯性無腺體基因Gl_2~e的研究
        1.3.1 Gl_2~e基因的發(fā)現(xiàn)與遺傳分析
        1.3.2 Gl_2~e基因的研究進(jìn)展
    1.4 棉酚生物合成途徑及相關(guān)基因的研究
        1.4.1 棉酚的生物合成途徑
        1.4.2 棉酚生物合成途徑中主要基因的研究
    1.5 色素腺體相關(guān)材料的組學(xué)研究
    1.6 低酚棉育種進(jìn)展
    1.7 植物MYC轉(zhuǎn)錄因子研究進(jìn)展
        1.7.1 MYC1的研究
        1.7.2 MYC2的研究
        1.7.3 MYC3和MYC4的研究
    1.8 研究目的與意義
2 材料與方法
    2.1 實驗儀器
    2.2 實驗材料
    2.3 候選基因的確定
    2.4 候選基因序列分析
        2.4.1 RNA的提取
        2.4.2 反轉(zhuǎn)錄cDNA
        2.4.3 候選基因的擴增
        2.4.4 擴增產(chǎn)物的純化
        2.4.5 TA克隆
        2.4.6 轉(zhuǎn)化
        2.4.7 重組子檢測與測序分析
    2.5 基因表達(dá)量分析
        2.5.1 RNA提取與反轉(zhuǎn)錄
        2.5.2 熒光定量PCR（qRT-PCR）
    2.6 啟動子分析
        2.6.1 棉花DNA提取
        2.6.2 啟動子序列和順式作用元件分析
        2.6.3 啟動子甲基化分析
    2.7 亞細(xì)胞定位
        2.7.1 Gl_2~e基因融合表達(dá)載體構(gòu)建
        2.7.2 凍融法轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌LBA4404
        2.7.3 洋蔥表皮細(xì)胞瞬時表達(dá)
    2.8 酵母中轉(zhuǎn)錄激活活性分析
        2.8.1 酵母表達(dá)載體構(gòu)建
        2.8.2 酵母感受態(tài)的制備
        2.8.3 PEG/LiAc法轉(zhuǎn)化酵母
    2.9 病毒誘導(dǎo)的基因沉默（VIGS）
        2.9.1 病毒表達(dá)載體構(gòu)建
        2.9.2 VIGS實驗
    2.10 棉花的遺傳轉(zhuǎn)化
    2.11 小RNA測序與數(shù)據(jù)分析
        2.11.1 RNA樣品制備
        2.11.2 Total RNA質(zhì)量檢測與文庫構(gòu)建
        2.11.3 測序數(shù)據(jù)預(yù)處理
        2.11.4 已知miRNA分析
        2.11.5 新miRNA預(yù)測
        2.11.6 miRNA差異表達(dá)分析
        2.11.7 miRNA靶基因預(yù)測與功能富集分析
        2.11.8 miRNA及靶基因的qRT-PCR驗證
    2.12 亞洲棉、雷蒙德氏棉和陸地棉中MYC蛋白的鑒定與分析
3 結(jié)果與分析
    3.1 Gl_2~e基因的圖位克隆與候選基因分析
        3.1.1 Gl_2~e基因的精細(xì)定位與候選基因確認(rèn)
        3.1.2 GhMYC2基因序列分析
        3.1.3 GhMYC2基因表達(dá)分析
    3.2 GhMYC2基因啟動子分析
        3.2.1 啟動子序列分析
        3.2.2 啟動子順式作用元件分析
        3.2.3 啟動子甲基化分析
    3.3 GhMYC2轉(zhuǎn)錄因子亞細(xì)胞定位
    3.4 GhMYC2轉(zhuǎn)錄因子激活活性分析
        3.4.1 轉(zhuǎn)錄激活活性驗證
        3.4.2 轉(zhuǎn)錄激活活性區(qū)分析
    3.5 GhMYC2轉(zhuǎn)錄因子功能驗證
        3.5.1 病毒誘導(dǎo)的基因沉默
        3.5.2 棉花的遺傳轉(zhuǎn)化
    3.6 腺體相關(guān)材料miRNA分析
        3.6.1 小RNA測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計
        3.6.2 已知miRNA和新的miRNA分析
        3.6.3 差異表達(dá)miRNA分析
        3.6.4 差異表達(dá)miRNA靶基因預(yù)測
        3.6.5 差異表達(dá)miRNA的靶基因GO和KEGG分析
        3.6.6 miRNA和靶基因的表達(dá)量驗證
    3.7 棉花MYC蛋白的鑒定與進(jìn)化分析
4 結(jié)論與討論
    4.1 Gl_2~e候選基因的確定
    4.2 GhMYC2基因的表達(dá)
    4.3 GhMYC2基因的功能驗證
    4.4 GhMYC2作用機制推測
    4.5 GhMYC2基因在低酚棉育種中的應(yīng)用
    4.6 腺體相關(guān)材料小RNA分析
    4.7 小RNA靶基因分析
    4.8 研究展望
    4.9 全文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]棉酚及其衍生物合成途徑的研究進(jìn)展[J]. 張程程,吳燕民,唐益雄.  生物技術(shù)進(jìn)展. 2011(03)
[2]陸地棉突變體腺體形成時期的基因表達(dá)譜[J]. 陳敏,江明鋒,蔡應(yīng)繁,孫全,何曉紅,江懷仲,謝永芳,莫劍川,高運玲,潘正,陳珺,伍婷玉,王玲,朱小燕,張銳,袁友祿,石玉真.  江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2010(03)
[3]棉花色素腺體研究進(jìn)展[J]. 邱志堅,劉文哲.  魯東大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(02)
[4]棉花棉酚含量與抗蟲特性的研究[J]. 劉澤輝,趙國虎,陸敬善,水涌,武剛.  新疆農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(03)
[5]Fine mapping of the dominant glandless Gene Gl2e in Sea-island cotton （Gossypium barbadense L.）[J]. DONG ChengGuang,DING YeZhang,GUO WangZhen ＆ ZHANG TianZhen National Key Laboratory of Crop Genetics ＆ Germplasm Enhancement,Cotton Research Institute,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China.  Chinese Science Bulletin. 2007(22)
[6]植物萜類化合物的天然合成途徑及其相關(guān)合酶[J]. 張長波,孫紅霞,鞏中軍,祝增榮.  植物生理學(xué)通訊. 2007(04)
[7]我國陸地棉品種性狀分析[J]. 黃滋康.  中國棉花. 2006(09)
[8]陸地棉子葉色素腺體延緩形成種質(zhì)系的育成及其遺傳研究[J]. 祝水金,蔣玉蓉,N.Reddy,季道藩.  科學(xué)通報. 2004(19)
[9]棉酚腺體與棉酚生物合成及低酚棉分子育種[J]. 朱美霞,李永起,戴小楓.  分子植物育種. 2004(03)
[10]棉籽餅粕脫毒方法研究進(jìn)展[J]. 王紅云,高占峰,付才.  河北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2004(01)

博士論文
[1]棉花莖稈無腺體基因gl1的精細(xì)定位及棉酚腺體發(fā)育相關(guān)基因篩選[D]. 陸才瑞.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]棉花T-DNA激活標(biāo)簽突變體pag1分子機制的研究與應(yīng)用[D]. 楊作仁.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2014
[3]棉屬（Gossypium）特殊腺體發(fā)育相關(guān)基因和棉酚合成關(guān)鍵酶基因的克隆及棉酚的分析[D]. 蔡應(yīng)繁.四川大學(xué) 2003

碩士論文
[1]棉花顯性無腺體基因Gl2e的精細(xì)定位與克隆[D]. 程海亮.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2014
[2]棉花顯性無腺體基因Gl2e的精細(xì)定位[D]. 黃娟.河南大學(xué) 2012
[3]海島棉顯性無腺體基因Gl2～e的精細(xì)定位[D]. 董承光.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[4]陸地棉顯性無腺體基因Gl2～e的分子標(biāo)記[D]. 蔣小燕.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2002



本文編號：3729107