蘋果葉綠素合成關(guān)鍵酶基因MdHEMA1克隆和功能驗(yàn)證
發(fā)布時(shí)間:2021-03-16 18:43
本研究以‘金冠’、‘嘎啦’蘋果和番茄Alisa Craig為試驗(yàn)材料。利用4種不同顏色果袋處理‘金冠’蘋果果實(shí),檢測(cè)果袋的透射光譜、透光率,蘋果果皮色差、葉綠素含量及其相關(guān)基因表達(dá)量、可溶性固形物、可滴定酸、Vc等指標(biāo),對(duì)不同光質(zhì)及不同果袋透光率下,蘋果色澤和內(nèi)在品質(zhì)的形成進(jìn)行研究。克隆蘋果葉綠素合成關(guān)鍵酶基因MdHEMA1,構(gòu)建植物表達(dá)載體,利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)方法轉(zhuǎn)化番茄,得到MdHEMA1轉(zhuǎn)基因番茄植株,檢測(cè)轉(zhuǎn)基因番茄中調(diào)控葉綠素合成相關(guān)基因表達(dá)量,對(duì)Md HEMA1基因功能進(jìn)行初步驗(yàn)證。本研究不僅對(duì)蘋果葉綠素合成調(diào)控研究具有重要的理論意義,而且在增強(qiáng)蘋果光合效率、提高果實(shí)品質(zhì)等方面也具有潛在的應(yīng)用前景。通過以上試驗(yàn)研究,得到如下主要結(jié)果:1.不同顏色果袋處理對(duì)蘋果外觀色澤和內(nèi)在品質(zhì)都存在一定影響。透光率較高的藍(lán)色果袋和紅色果袋有利于果皮葉綠素的積累,使果面黃色、綠色飽和度增強(qiáng);果實(shí)可溶性固形物、可滴定酸、Vc含量高于其他處理,更有利于果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的形成。2.不同顏色果袋處理的蘋果果實(shí)中葉綠素合成途徑關(guān)鍵酶基因MdHEMA1以及其下游基因的相對(duì)表達(dá)量與蘋果果皮葉綠素含量趨勢(shì)基本一致,呈...
【文章來源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
英文縮略表
第一章 引言
1.1 葉綠素與光合作用的關(guān)系
1.2 葉綠素生物合成途徑及相關(guān)酶基因的克隆
1.2.1 從L-谷氨酰-tRNA到原卟啉Ⅸ(Proto Ⅸ)的生物合成
1.2.2 原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)到葉綠素的生物合成
1.3 葉綠素生物合成的調(diào)控
1.3.1 ALA合成的調(diào)節(jié)
1.3.2 Mg-Proto Ⅸ合成的調(diào)節(jié)
1.4 影響葉綠素生物合成的因素
1.4.1 光對(duì)葉綠素生物合成的影響
1.4.2 營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)葉綠素生物合成的影響
1.4.3 溫度對(duì)葉綠素生物合成的影響
1.4.4 水對(duì)葉綠素生物合成的影響
1.5 葉綠素含量對(duì)蘋果品質(zhì)的影響
1.6 葉綠素合成關(guān)鍵酶基因HEMA
1.7 本研究的目的和意義
第二章 材料與方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.1.1 植物材料及處理
2.1.2 主要試驗(yàn)試劑
2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.1.4 菌株
2.1.5 PCR引物
2.1.6 培養(yǎng)基
2.1.7 抗生素濃度
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 蘋果套袋
2.2.2 果袋光譜測(cè)定
2.2.3 果實(shí)色澤測(cè)定
2.2.4 其他生理指標(biāo)的檢測(cè)
2.2.5 生物信息學(xué)
2.2.6 植物總RNA提取
2.2.7 反轉(zhuǎn)錄合成cDNA第一條鏈
2.2.8 PCR反應(yīng)
2.2.9 回收PCR產(chǎn)物
2.2.10 連接反應(yīng)
2.2.11 熱擊法轉(zhuǎn)化大腸桿菌
2.2.12 質(zhì)粒DNA的提取
2.2.13 質(zhì)粒DNA的酶切
2.2.14 pRI101-MdHEMA1表達(dá)載體的構(gòu)建
2.2.15 根癌農(nóng)桿菌感受態(tài)的制備
2.2.16 液氮冷凍法轉(zhuǎn)化根瘤農(nóng)桿菌
2.2.17 根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化番茄
2.2.18 番茄繼代培養(yǎng)
2.2.19 植物基因組DNA的提取
2.2.20 轉(zhuǎn)基因番茄的篩選
2.2.21 熒光定量PCR
2.2.22 數(shù)據(jù)處理
第三章 結(jié)果與分析
3.1 不同顏色果袋對(duì)蘋果色澤和品質(zhì)的影響
3.1.1 不同顏色果袋對(duì)透光光譜的影響
3.1.2 不同透光率果袋對(duì)‘金冠’蘋果果實(shí)色澤的影響
3.1.3 不同顏色果袋對(duì)果皮葉綠素含量的影響
3.1.4 果實(shí)成熟期葉綠素合成途徑結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)情況
3.1.5 不同顏色果袋對(duì)果實(shí)可溶性固形物含量的影響
3.1.6 不同顏色果袋對(duì)果實(shí)Vc含量的影響
3.1.7 不同顏色果袋對(duì)果實(shí)可滴定酸含量的影響
3.2 MdHEMA1生物信息學(xué)分析
3.2.1 蘋果MdHEMA1基因結(jié)構(gòu)分析
3.2.2 蘋果MdHEMA1保守結(jié)構(gòu)域分析
3.2.3 蘋果MdHEMA1蛋白進(jìn)化樹分析
3.2.8 蘋果MdHEMA1啟動(dòng)子序列分析
3.3 MdHEMA1表達(dá)分析
3.3.1 MdHEMA1在蘋果各組織中的表達(dá)分析
3.3.2 蘋果MdHEMA1在不同發(fā)育狀態(tài)葉片中的表達(dá)分析
3.3.3 MdHEMA1在蘋果果實(shí)不同發(fā)育期的表達(dá)分析
3.3.4 PEG誘導(dǎo)條件下的表達(dá)分析
3.4 MdHEMA1表達(dá)載體的構(gòu)建和功能驗(yàn)證
3.4.1 MdHEMA1基因的克隆
3.4.2 MdHEMA1植物表達(dá)載體的構(gòu)建
3.4.3 根癌農(nóng)桿菌中植物表達(dá)載體的PCR反應(yīng)
3.4.4 pRI-MdHEMA1轉(zhuǎn)基因番茄鑒定
3.4.5 轉(zhuǎn)基因番茄中調(diào)控葉綠素合成基因的相對(duì)表達(dá)量
第四章 討論
4.1 不同顏色果袋對(duì)蘋果果皮葉綠素合成和品質(zhì)的影響
4.1.1 套袋處理對(duì)蘋果果皮葉綠素合成的影響
4.1.2 不同顏色果袋處理對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響
4.2 MdHEMA1表達(dá)分析和功能驗(yàn)證
第五章 全文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]‘金冠’蘋果與其無銹芽變的果皮性狀比較和防銹技術(shù)研究[J]. 李健花,高晶晶,馮新新,師忠軒,高付永,徐秀麗,楊麗媛,汪良駒. 園藝學(xué)報(bào). 2014(01)
[2]干旱區(qū)套袋紅富士蘋果的品質(zhì)特征研究[J]. 王娜,李建貴. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(06)
[3]套袋對(duì)蘋果發(fā)育過程中果皮色素及果肉糖含量的影響[J]. 夏靜,章鎮(zhèn),呂東,渠慎春. 西北植物學(xué)報(bào). 2010(08)
[4]當(dāng)今世界蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展意見[J]. 陳學(xué)森,韓明玉,蘇桂林,劉鳳之,過國(guó)南,姜遠(yuǎn)茂,毛志泉,彭福田,束懷瑞. 果樹學(xué)報(bào). 2010(04)
[5]蘋果果皮顏色性狀的SSR標(biāo)記[J]. 何曉薇,王彩虹,田義軻,王輝. 果樹學(xué)報(bào). 2009(03)
[6]高等植物葉綠素生物合成的研究進(jìn)展[J]. 王平榮,張帆濤,高家旭,孫小秋,鄧曉建. 西北植物學(xué)報(bào). 2009(03)
[7]過量合成ALA轉(zhuǎn)基因煙草葉片光合與葉綠素?zé)晒馓匦缘难芯縖J]. 張治平,汪良駒,姚泉洪. 西北植物學(xué)報(bào). 2008(06)
[8]苗期遮光光質(zhì)對(duì)生姜光合及生長(zhǎng)的影響[J]. 張瑞華,徐坤. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2008(03)
[9]套袋蘋果不同類型果袋內(nèi)溫、濕度變化特征及其對(duì)果實(shí)外觀品質(zhì)的影響[J]. 厲恩茂,史大川,徐月華,陳鋒,翟衡. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2008(01)
[10]蘋果品質(zhì)和質(zhì)量安全問題與對(duì)策[J]. 聶繼云,李靜,楊振鋒,李海飛,王孝娣. 中國(guó)果樹. 2007(03)
本文編號(hào):3086428
【文章來源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
英文縮略表
第一章 引言
1.1 葉綠素與光合作用的關(guān)系
1.2 葉綠素生物合成途徑及相關(guān)酶基因的克隆
1.2.1 從L-谷氨酰-tRNA到原卟啉Ⅸ(Proto Ⅸ)的生物合成
1.2.2 原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)到葉綠素的生物合成
1.3 葉綠素生物合成的調(diào)控
1.3.1 ALA合成的調(diào)節(jié)
1.3.2 Mg-Proto Ⅸ合成的調(diào)節(jié)
1.4 影響葉綠素生物合成的因素
1.4.1 光對(duì)葉綠素生物合成的影響
1.4.2 營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)葉綠素生物合成的影響
1.4.3 溫度對(duì)葉綠素生物合成的影響
1.4.4 水對(duì)葉綠素生物合成的影響
1.5 葉綠素含量對(duì)蘋果品質(zhì)的影響
1.6 葉綠素合成關(guān)鍵酶基因HEMA
1.7 本研究的目的和意義
第二章 材料與方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.1.1 植物材料及處理
2.1.2 主要試驗(yàn)試劑
2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.1.4 菌株
2.1.5 PCR引物
2.1.6 培養(yǎng)基
2.1.7 抗生素濃度
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 蘋果套袋
2.2.2 果袋光譜測(cè)定
2.2.3 果實(shí)色澤測(cè)定
2.2.4 其他生理指標(biāo)的檢測(cè)
2.2.5 生物信息學(xué)
2.2.6 植物總RNA提取
2.2.7 反轉(zhuǎn)錄合成cDNA第一條鏈
2.2.8 PCR反應(yīng)
2.2.9 回收PCR產(chǎn)物
2.2.10 連接反應(yīng)
2.2.11 熱擊法轉(zhuǎn)化大腸桿菌
2.2.12 質(zhì)粒DNA的提取
2.2.13 質(zhì)粒DNA的酶切
2.2.14 pRI101-MdHEMA1表達(dá)載體的構(gòu)建
2.2.15 根癌農(nóng)桿菌感受態(tài)的制備
2.2.16 液氮冷凍法轉(zhuǎn)化根瘤農(nóng)桿菌
2.2.17 根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化番茄
2.2.18 番茄繼代培養(yǎng)
2.2.19 植物基因組DNA的提取
2.2.20 轉(zhuǎn)基因番茄的篩選
2.2.21 熒光定量PCR
2.2.22 數(shù)據(jù)處理
第三章 結(jié)果與分析
3.1 不同顏色果袋對(duì)蘋果色澤和品質(zhì)的影響
3.1.1 不同顏色果袋對(duì)透光光譜的影響
3.1.2 不同透光率果袋對(duì)‘金冠’蘋果果實(shí)色澤的影響
3.1.3 不同顏色果袋對(duì)果皮葉綠素含量的影響
3.1.4 果實(shí)成熟期葉綠素合成途徑結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)情況
3.1.5 不同顏色果袋對(duì)果實(shí)可溶性固形物含量的影響
3.1.6 不同顏色果袋對(duì)果實(shí)Vc含量的影響
3.1.7 不同顏色果袋對(duì)果實(shí)可滴定酸含量的影響
3.2 MdHEMA1生物信息學(xué)分析
3.2.1 蘋果MdHEMA1基因結(jié)構(gòu)分析
3.2.2 蘋果MdHEMA1保守結(jié)構(gòu)域分析
3.2.3 蘋果MdHEMA1蛋白進(jìn)化樹分析
3.2.8 蘋果MdHEMA1啟動(dòng)子序列分析
3.3 MdHEMA1表達(dá)分析
3.3.1 MdHEMA1在蘋果各組織中的表達(dá)分析
3.3.2 蘋果MdHEMA1在不同發(fā)育狀態(tài)葉片中的表達(dá)分析
3.3.3 MdHEMA1在蘋果果實(shí)不同發(fā)育期的表達(dá)分析
3.3.4 PEG誘導(dǎo)條件下的表達(dá)分析
3.4 MdHEMA1表達(dá)載體的構(gòu)建和功能驗(yàn)證
3.4.1 MdHEMA1基因的克隆
3.4.2 MdHEMA1植物表達(dá)載體的構(gòu)建
3.4.3 根癌農(nóng)桿菌中植物表達(dá)載體的PCR反應(yīng)
3.4.4 pRI-MdHEMA1轉(zhuǎn)基因番茄鑒定
3.4.5 轉(zhuǎn)基因番茄中調(diào)控葉綠素合成基因的相對(duì)表達(dá)量
第四章 討論
4.1 不同顏色果袋對(duì)蘋果果皮葉綠素合成和品質(zhì)的影響
4.1.1 套袋處理對(duì)蘋果果皮葉綠素合成的影響
4.1.2 不同顏色果袋處理對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響
4.2 MdHEMA1表達(dá)分析和功能驗(yàn)證
第五章 全文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]‘金冠’蘋果與其無銹芽變的果皮性狀比較和防銹技術(shù)研究[J]. 李健花,高晶晶,馮新新,師忠軒,高付永,徐秀麗,楊麗媛,汪良駒. 園藝學(xué)報(bào). 2014(01)
[2]干旱區(qū)套袋紅富士蘋果的品質(zhì)特征研究[J]. 王娜,李建貴. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(06)
[3]套袋對(duì)蘋果發(fā)育過程中果皮色素及果肉糖含量的影響[J]. 夏靜,章鎮(zhèn),呂東,渠慎春. 西北植物學(xué)報(bào). 2010(08)
[4]當(dāng)今世界蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展意見[J]. 陳學(xué)森,韓明玉,蘇桂林,劉鳳之,過國(guó)南,姜遠(yuǎn)茂,毛志泉,彭福田,束懷瑞. 果樹學(xué)報(bào). 2010(04)
[5]蘋果果皮顏色性狀的SSR標(biāo)記[J]. 何曉薇,王彩虹,田義軻,王輝. 果樹學(xué)報(bào). 2009(03)
[6]高等植物葉綠素生物合成的研究進(jìn)展[J]. 王平榮,張帆濤,高家旭,孫小秋,鄧曉建. 西北植物學(xué)報(bào). 2009(03)
[7]過量合成ALA轉(zhuǎn)基因煙草葉片光合與葉綠素?zé)晒馓匦缘难芯縖J]. 張治平,汪良駒,姚泉洪. 西北植物學(xué)報(bào). 2008(06)
[8]苗期遮光光質(zhì)對(duì)生姜光合及生長(zhǎng)的影響[J]. 張瑞華,徐坤. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2008(03)
[9]套袋蘋果不同類型果袋內(nèi)溫、濕度變化特征及其對(duì)果實(shí)外觀品質(zhì)的影響[J]. 厲恩茂,史大川,徐月華,陳鋒,翟衡. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2008(01)
[10]蘋果品質(zhì)和質(zhì)量安全問題與對(duì)策[J]. 聶繼云,李靜,楊振鋒,李海飛,王孝娣. 中國(guó)果樹. 2007(03)
本文編號(hào):3086428
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