羊草(Leymus chinensis),屬于禾本科賴草屬根莖型多年生C3草本植物,因其富含纖維素、半纖維素和可溶性蛋白質(zhì)等能被草食類牲畜消化吸收的營養(yǎng)成分,被譽為“禾本科牧草之王”。羊草是我國優(yōu)勢牧草和生態(tài)草,具有抗寒、耐鹽堿、耐貧瘠、耐牧等特點,具有重要經(jīng)濟價值和生態(tài)價值。研究發(fā)現(xiàn),牧草細(xì)胞壁組分中木質(zhì)素是牲畜消化吸收營養(yǎng)的重要限制因子。因此,明確羊草細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)、組分,利用基因工程遺傳改造木質(zhì)素、提高干物質(zhì)消化率是牧草品質(zhì)改良的重要研究方向。本實驗進行了羊草細(xì)胞壁關(guān)鍵組分與糖化效率相關(guān)性分析,明確了兩者之間的關(guān)系;同時克隆了羊草木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶基因COMT的CDS全長,并利用生物信息學(xué)對其進行分析;建立了羊草高效離體再生體系和遺傳轉(zhuǎn)化體系,構(gòu)建了羊草木質(zhì)素合成關(guān)鍵酶基因COMT的超表達載體和RNAi載體,進行了農(nóng)桿菌介導(dǎo)的羊草愈傷組織遺傳轉(zhuǎn)化研究,取得的主要結(jié)果如下:1.羊草細(xì)胞壁關(guān)鍵組分與糖化效率相關(guān)性分析系統(tǒng)分析了羊草細(xì)胞壁三大組分的含量變化,發(fā)現(xiàn)纖維素和半纖維素在植株發(fā)育早期階段就達到較高水平,隨著節(jié)間成熟保持穩(wěn)定狀態(tài),而木質(zhì)素含量及單體成分在整個拔節(jié)期莖節(jié)中保持顯著增加。為...

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 牧草細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和組分
        1.1.1 牧草細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)
        1.1.2 牧草細(xì)胞壁組分
    1.2 牧草細(xì)胞壁組織結(jié)構(gòu)的降解
    1.3 木質(zhì)素研究進展
        1.3.1 木質(zhì)素合成途徑
        1.3.2 基因工程調(diào)控木質(zhì)素合成研究進展
        1.3.3 木質(zhì)素對牧草利用率的影響
    1.4 氧甲基轉(zhuǎn)移酶(COMT)的研究進展
    1.5 羊草育種研究進展
        1.5.1 羊草種子休眠的研究
        1.5.2 羊草農(nóng)藝性狀鑒定與評價
        1.5.3 羊草組織培養(yǎng)及再生體系的建立
        1.5.4 羊草中優(yōu)異基因克隆與功能分析
    1.6 本研究目的和意義
    1.7 本研究技術(shù)路線
第2章 羊草細(xì)胞壁關(guān)鍵組分與糖化效率相關(guān)性分析
    2.1 引言
    2.2 實驗材料
        2.2.1 植物材料
        2.2.2 實驗藥品
        2.2.3 主要儀器設(shè)備
    2.3 實驗方法
        2.3.1 羊草莖節(jié)間木質(zhì)素沉積特性分析
        2.3.2 羊草細(xì)胞壁CWR的制備
        2.3.3 羊草細(xì)胞壁中總木質(zhì)素的測定
        2.3.4 羊草細(xì)胞壁中木質(zhì)素單體的測定
        2.3.5 羊草細(xì)胞壁中總纖維素的測定
        2.3.6 羊草細(xì)胞壁中單糖組成的測定
        2.3.7 羊草木質(zhì)素生物合成途徑相關(guān)基因片段的克隆
        2.3.8 羊草木質(zhì)素生物合成途徑相關(guān)基因的表達量測定
        2.3.9 羊草細(xì)胞壁中木質(zhì)纖維素酶解糖化效率的測定
        2.3.10 統(tǒng)計分析
    2.4 結(jié)果與分析
        2.4.1 羊草莖節(jié)間的木質(zhì)素沉積特性分析
        2.4.2 羊草細(xì)胞壁中纖維素和木質(zhì)素含量分析
        2.4.3 羊草細(xì)胞壁中單糖成分分析
        2.4.4 羊草木質(zhì)素生物合成途徑相關(guān)基因片段的克隆與序列分析
        2.4.5 羊草木質(zhì)素合成相關(guān)基因的表達模式分析
        2.4.6 羊草細(xì)胞壁中纖維素酶解糖化效率分析
        2.4.7 羊草細(xì)胞壁糖化效率與木質(zhì)素含量和成分的相關(guān)性分析
        2.4.8 羊草細(xì)胞壁糖化效率與纖維素和半纖維素含量的相關(guān)性分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 羊草中COMT基因克隆及體外功能驗證
    3.1 引言
    3.2 實驗材料
        3.2.1 植物材料
        3.2.2 菌株及載體
        3.2.3 實驗藥品
        3.2.4 主要儀器設(shè)備
    3.3 實驗方法
        3.3.1 羊草LcCOMT基因的克隆
        3.3.2 LcCOMT生物信息學(xué)分析
        3.3.3 LcCOMT的表達特異性分析
        3.3.4 LcCOMT的原核表達載體構(gòu)建
    3.4 結(jié)果與分析
        3.4.1 羊草COMT基因的克隆
        3.4.2 LcCOMT基因的生物信息學(xué)分析
        3.4.3 LcCOMT基因表達模式分析
        3.4.4 LcCOMT原核表達及重組蛋白的體外酶活分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 羊草遺傳轉(zhuǎn)化體系建立及轉(zhuǎn)LcCOMT基因的初步研究
    4.1 引言
    4.2 實驗材料
        4.2.1 植物材料
        4.2.2 菌株及載體
        4.2.3 實驗藥品
        4.2.4 主要儀器設(shè)備
    4.3 實驗方法
        4.3.1 打破羊草種子休眠方法的研究
        4.3.2 羊草離體再生體系的建立
        4.3.3 LcCOMT基因表達載體的構(gòu)建
        4.3.4 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的羊草遺傳轉(zhuǎn)化
        4.3.5 轉(zhuǎn)基因羊草的分子生物學(xué)檢測
    4.4 結(jié)果與分析
        4.4.1 打破羊草種子休眠方法的研究
        4.4.2 羊草愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)的研究
        4.4.3 羊草幼穗愈傷組織的繼代培養(yǎng)
        4.4.4 羊草幼穗愈傷組織的分化培養(yǎng)
        4.4.5 羊草再生體系的建立
        4.4.6 LcCOMT基因表達載體的構(gòu)建
        4.4.7 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的羊草遺傳轉(zhuǎn)化體系各條件的優(yōu)化
        4.4.8 轉(zhuǎn)化植物的分子檢測
    4.5 本章小結(jié)
第5章 討論
    5.1 羊草細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與降解效率關(guān)系
    5.2 羊草LcCOMT基因克隆及體外功能驗證
    5.3 羊草遺傳轉(zhuǎn)化體系的建立及轉(zhuǎn)LcCOMT基因的研究
    5.4 對后續(xù)工作的設(shè)想
    5.5 本研究的創(chuàng)新點
結(jié)論
參考文獻
附錄
攻讀博士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3843035