棉花是世界上最重要的纖維作物,是我國(guó)重要的戰(zhàn)略物資。株型是棉花的重要農(nóng)藝性狀,不僅影響產(chǎn)量,還是影響機(jī)械化采收的關(guān)鍵指標(biāo)。油菜素甾體類化合物（Brassinosteroids,BRs）參與調(diào)控包括植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)、生殖生長(zhǎng)等廣泛的生命過程,對(duì)株型構(gòu)建發(fā)揮關(guān)鍵作用。本研究通過FOX-hunting（Full-length c DNA over-expressing gene hunting system）系統(tǒng)發(fā)掘棉花BR信號(hào)途徑株型調(diào)控基因,獲得了可以顯著促進(jìn)油菜素內(nèi)酯受體突變體bri1-5株型變化的Gh PRE1基因,證明Gh PRE1基因參與油菜素內(nèi)酯信號(hào)受體蛋白BRI1（Brassinosteroid insensitive 1）下游的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑并對(duì)植株生長(zhǎng)有調(diào)控作用。利用PRE基因隱馬爾可夫模型在陸地棉全基因組中鑒定到26個(gè)Gh PRE基因,分入PRE-a至PRE-d四個(gè)亞群中。結(jié)合陸地棉RNA-seq數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)Gh PRE1基因所屬的PRE-a亞群在棉花各組織中有最高的表達(dá)水平。通過Gh PRE1啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)GUS基因(Pro_{Gh PRE1}::Gus)檢測(cè)顯示...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 棉花株型
        1.1.1 棉花株型結(jié)構(gòu)研究
        1.1.2 棉花株型調(diào)控分子機(jī)制研究進(jìn)展
    1.2 植物激素對(duì)株型的影響
        1.2.1 油菜素內(nèi)酯
        1.2.2 赤霉素
        1.2.3 乙烯
        1.2.4 激素信號(hào)互作參與植物株型調(diào)控
    1.3 棉花突變體在棉花基因研究中的應(yīng)用
        1.3.1 功能缺失型突變體
        1.3.2 功能獲得型突變體
    1.4 PRE轉(zhuǎn)錄因子研究
        1.4.1 bHLH轉(zhuǎn)錄因子
        1.4.2 PRE基因研究進(jìn)展
        1.4.3 PRE基因家族結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用模式
    1.5 半乳糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(GATL)基因
    1.6 本研究的目的和意義
第二章 GhPRE1基因功能分析
    2.1 材料和方法
        2.1.1 試驗(yàn)材料和處理
        2.1.2 FOX-hunting體系篩選棉花BR途徑調(diào)控基因
        2.1.3 無縫克隆
        2.1.4 過表達(dá)GhPRE1基因載體構(gòu)建及浸花法擬南芥轉(zhuǎn)化
        2.1.5 棉花全基因組PRE基因鑒定及進(jìn)化分析
        2.1.6 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析和GhPRE基因表達(dá)圖譜構(gòu)建
        2.1.7 基因表達(dá)水平檢驗(yàn)
        2.1.8 GhPRE1基因啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)GUS基因載體構(gòu)建及GUS化學(xué)染色
        2.1.9 GUS活性定量檢測(cè)
        2.1.10 病毒介導(dǎo)GhPRE1基因沉默
    2.2 結(jié)果
        2.2.1 FOX-hunting系統(tǒng)發(fā)掘BR途徑植物株型調(diào)控基因
        2.2.2 全基因組PRE基因鑒定及進(jìn)化分析
        2.2.3 陸地棉GhPRE基因表達(dá)模式分析
        2.2.4 GhPRE1基因表達(dá)分析
        2.2.5 GhPRE1基因功能分析
    2.3 討論
        2.3.1 FOX-hunting系統(tǒng)發(fā)掘棉花BR途徑調(diào)控基因
        2.3.2 GhPRE1基因在各組織優(yōu)勢(shì)表達(dá)
        2.3.3 GhPRE1基因在生長(zhǎng)調(diào)控中的復(fù)雜作用效果
第三章 GhPRE1基因作用機(jī)制解析
    3.1 材料和方法
        3.1.1 試驗(yàn)材料和處理
        3.1.2 酵母感受態(tài)細(xì)胞的制備
        3.1.3 酵母感受態(tài)轉(zhuǎn)化
        3.1.4 酵母雙雜交誘餌載體毒性和自激活檢測(cè)
        3.1.5 酵母雙雜交篩庫(kù)(Clontech系統(tǒng))
        3.1.6 酵母雙雜交點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互作驗(yàn)證
        3.1.7 雙分子熒光互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)(BIFC)
        3.1.8 陸地棉全基因組ERF轉(zhuǎn)錄因子鑒定
        3.1.9 棉花轉(zhuǎn)錄因子加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析
        3.1.10 熒光素酶報(bào)告基因瞬時(shí)表達(dá)檢測(cè)
        3.1.11 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析和GhERF基因表達(dá)圖譜構(gòu)建
        3.1.12 浸種法病毒誘導(dǎo)基因沉默
    3.2 結(jié)果
        3.2.1 酵母雙雜交篩選互作蛋白
        3.2.2 GhPRE1互作蛋白驗(yàn)證
        3.2.3 陸地棉全基因組GhERF轉(zhuǎn)錄因子鑒定及分析
        3.2.4 GhPRE1蛋白與GhERF轉(zhuǎn)錄因子成員互作驗(yàn)證
        3.2.5 陸地棉GhPRE基因與GhERF轉(zhuǎn)錄因子共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析
        3.2.6 乙烯合成前體ACC處理過表達(dá)GhPRE1基因擬南芥
        3.2.7 陸地棉GhERF基因表達(dá)模式分析
        3.2.8 GhERF基因功能分析
        3.2.9 GhPRE1蛋白與GhERF轉(zhuǎn)錄因子互作調(diào)控PSKs基因驗(yàn)證
    3.3 討論
        3.3.1 GhPRE1蛋白與GhERF轉(zhuǎn)錄因子互作并參與共同調(diào)控途徑
        3.3.2 GhPRE1蛋白與GhERF轉(zhuǎn)錄因子互作并參與細(xì)胞增殖和分化
        3.3.3 GhPRE1蛋白與GhERF轉(zhuǎn)錄因子互作參與BR對(duì)細(xì)胞分裂調(diào)控
第四章 GhPRE1基因下游調(diào)控GhGATL基因分析
    4.1 材料和方法
        4.1.1 試驗(yàn)材料和處理
        4.1.2 棉花全基因組GATL基因鑒定及進(jìn)化分析
        4.1.3 陸地棉GhGATL基因染色體定位及線性化分析
        4.1.4 棉花GhGATL基因選擇壓力分析
        4.1.5 棉花GhGATL基因結(jié)構(gòu)分析和蛋白基序分析
        4.1.6 GhGATL基因轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析和基因表達(dá)圖譜構(gòu)建
        4.1.7 陸地棉基因啟動(dòng)區(qū)分析
        4.1.8 石蠟切片和果膠染色
        4.1.9 果膠含量測(cè)定
    4.2 結(jié)果
        4.2.1 GATL基因的鑒定分析
        4.2.2 GATL基因系統(tǒng)發(fā)育樹分析
        4.2.3 陸地棉GhGATL基因分布和進(jìn)化分析
        4.2.4 GhGATL基因結(jié)構(gòu)和基因基序分析
        4.2.5 GhGATL基因在不同組織和不同脅迫下的表達(dá)模式分析
        4.2.6 陸地棉GhGATL基因啟動(dòng)區(qū)分析
        4.2.7 過表達(dá)GhGATL基因擬南芥基因功能分析
        4.2.8 病毒誘導(dǎo)陸地棉GhGATL15基因沉默
    4.3 討論
        4.3.1 棉花GhGATL基因家族在進(jìn)化過程中不斷擴(kuò)大
        4.3.2 棉花GhGATL基因在進(jìn)化過程中高度保守
        4.3.3 陸地棉GhGATL基因通過控制果膠含量影響植株生長(zhǎng)
        4.3.4 陸地棉GhPRE1基因與GhERF轉(zhuǎn)錄因子參與GhGATL基因的調(diào)控
第五章 總結(jié)及展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄 A 所用引物序列
    附錄 B 棉花PRE基因鑒定
    附錄 C 陸地棉GhERF基因的系統(tǒng)發(fā)生樹
    附錄 D Gh_A09G0192與GhERF轉(zhuǎn)錄因子相反正共表達(dá)基因注釋
    附錄 E Gh_A09G0192與GhERF轉(zhuǎn)錄因子相反負(fù)共表達(dá)基因注釋
    附錄 F Gh_D08G0182與GhERF轉(zhuǎn)錄因子相反正共表達(dá)基因注釋
    附錄 G Gh_D08G0182與GhERF轉(zhuǎn)錄因子相反負(fù)共表達(dá)基因注釋
    附錄 H GhPRE1與GhERF轉(zhuǎn)錄因子相同共表達(dá)基因GO和KEGG富集分析
    附錄 I 陸地棉NAU和HAU數(shù)據(jù)庫(kù)鑒定GhGATL基因
    附錄 J 雷蒙德氏棉和亞洲棉數(shù)據(jù)庫(kù)鑒定GATL基因
    附錄 K MEME網(wǎng)站預(yù)測(cè)GhGATL基因基序
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：4032342