油菜APS還原酶基因(APR2)的克隆與擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化
發(fā)布時(shí)間:2022-08-11 18:42
油菜是我國四大油料作物之一,菜籽油是我國食用植物油的重要來源。因此,油菜生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。為了豐富油菜的紫葉基因資源及對紫葉性狀形成的分子機(jī)制的認(rèn)識(shí),本研究以實(shí)驗(yàn)室育成的紫葉表型穩(wěn)定油菜品系XY-PL為實(shí)驗(yàn)材料,首先對其紫葉性狀的表型特征、遺傳規(guī)律、環(huán)境影響因子等進(jìn)行了探討,明確了XY-PL的主要形態(tài)特征、農(nóng)藝性狀、遺傳規(guī)律和環(huán)境影響因素;隨后采用同源克隆法獲得了紫葉候選基因Adenosine-5’-phosohosulfate reductase 2(APR2),并采用生物信息學(xué)方法對該基因在核苷酸和氨基酸水平進(jìn)行了序列分析和功能預(yù)測,明確了該基因的主要結(jié)構(gòu)特征和功能特性;最后,將分離自紫葉XY-PL和綠葉中雙11號(hào)(ZS11)的3個(gè)APR2同源基因構(gòu)建植物表達(dá)載體,采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的花序浸泡轉(zhuǎn)化法對野生型擬南芥進(jìn)行了遺傳轉(zhuǎn)化,并對轉(zhuǎn)基因擬南芥T1-T2代的葉色等表型進(jìn)行了考察,同時(shí)還探討了無硫和高硫條件對轉(zhuǎn)基因植株生長的影響。本研究獲得的主要結(jié)果總結(jié)如下:1、XY-PL幼苗葉色呈明顯紫色,并且紫葉性狀貫穿整個(gè)生命周期,株型緊湊,株高1.6 m左右。4片花瓣,黃色。XY-P...
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 諸論
1.1 引言
1.2 植物紫葉性狀研究進(jìn)展
1.2.1 花青素簡介
1.2.2 植物紫葉性狀研究現(xiàn)狀
1.2.3 油菜紫葉性狀遺傳研究進(jìn)展
1.3 APS還原酶研究進(jìn)展
1.3.1 APS還原酶簡介
1.3.2 異化型APS還原酶代謝途徑
1.3.3 同化型APS還原酶代謝途徑
1.4 植物基因功能驗(yàn)證技術(shù)
1.4.1 過表達(dá)(Over expression)
1.4.2 RNA干擾和反義技術(shù)
1.4.3 T-DNA插入突變
1.4.4 基因的定點(diǎn)誘變
1.5 擬南芥的遺傳轉(zhuǎn)化研究
1.5.1 擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化方法的發(fā)展
1.5.2 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的花序浸染法的轉(zhuǎn)化機(jī)理
1.5.3 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的花序浸染法的優(yōu)缺點(diǎn)
1.6 研究的目的和意義
第二章 油菜紫葉品系XY-PL的生物學(xué)特征及其遺傳分析
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
2.2.1 植物材料
2.2.2 主要藥品與試劑
2.2.3 主要溶液配制
2.2.4 主要儀器設(shè)備
2.3 方法與步驟
2.3.1 XY-PL植株的形態(tài)學(xué)特征
2.3.2 XY-PL葉片的解剖學(xué)特征
2.3.3 XY-PL的生理學(xué)特征
2.3.4 XY-PL紫葉性狀的遺傳分析
2.3.5 環(huán)境因子對XY-PL紫葉表型的影響
2.4 結(jié)果與分析
2.4.1 XY-PL植株的形態(tài)學(xué)特征
2.4.2 XY-PL葉片的解剖學(xué)特征
2.4.3 XY-PL的生理學(xué)特征
2.4.4 XY-PL紫葉性狀的遺傳分析
2.4.5 環(huán)境因子對XY-PL紫葉表型的影響
2.5 本章小節(jié)
第三章 紫葉候選基因APR2 的克隆及生物信息學(xué)分析
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
3.2.1 植物材料
3.2.2 主要藥品與試劑
3.2.3 主要溶液和培養(yǎng)基配制
3.2.4 APR2 基因特異PCR擴(kuò)增引物的設(shè)計(jì)與合成
3.2.5 主要儀器設(shè)備
3.3 方法與步驟
3.3.1 葉片總DNA與 RNA的提取
3.3.2 APR2 g DNA擴(kuò)增
3.3.3 APR2 第一鏈c DNA的合成
3.3.4 APR2 c DNA的 PCR擴(kuò)增
3.3.5 APR2 基因PCR產(chǎn)物的電泳與回收
3.3.6 APR2 基因片段與克隆載體的連接與轉(zhuǎn)化
3.3.7 陽性菌落的鑒定與測序
3.3.8 APR2 基因的生物信息學(xué)分析
3.4 結(jié)果與分析
3.4.1 總DNA與 RNA提取效果
3.4.2 APR2 g DNA與 c DNA擴(kuò)增效果
3.4.3 APR2 基因的結(jié)構(gòu)與DNA序列比對
3.4.4 APR2 基因的推導(dǎo)氨基酸序列及其理化性質(zhì)
3.4.5 APR2 的系統(tǒng)進(jìn)化分析
3.4.6 APR2 功能結(jié)構(gòu)域分析
3.5 本章小節(jié)
第四章 APR2 基因的擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化及其表型分析
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
4.2.1 植物材料
4.2.2 主要藥品與試劑
4.2.3 主要溶液和培養(yǎng)基配制
4.2.4 主要儀器設(shè)備
4.3 方法與步驟
4.3.1 APR2 過表達(dá)載體的構(gòu)建
4.3.2 擬南芥的遺傳轉(zhuǎn)化
4.3.3 轉(zhuǎn)基因株系的表型分析
4.4 結(jié)果與分析
4.4.1 APR2 質(zhì)粒的提取效果
4.4.2 啟動(dòng)子、終止子的擴(kuò)增、表達(dá)元件的組裝效果評價(jià)
4.4.3 表達(dá)載體的陽性檢測結(jié)果
4.4.4 表達(dá)載體轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌效果分析
4.4.5 T1 轉(zhuǎn)基因植株表型
4.4.6 T2 轉(zhuǎn)基因植株性狀分離比例
4.4.7 轉(zhuǎn)基因植株的葉片表型
4.4.8 轉(zhuǎn)基因植株葉片的花青素含量分析
4.4.9 轉(zhuǎn)基因植的硫代謝表型分析
4.5 本章小節(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]原花青素聯(lián)合維生素E對動(dòng)脈粥樣硬化大鼠血脂及抗氧化的影響[J]. 師豪,黃世龍,張孟柯,李潁,胡文玉,牛美蘭. 中國老年學(xué)雜志. 2019(04)
[2]紫粒小麥花青素合成分子調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 李小蘭,張明生,任明見,呂享,吉寧,王曉紅,徐如宏. 植物生理學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]百脈根ACC氧化酶基因LcACO1的克隆及序列分析[J]. 馬蘭. 分子植物育種. 2017(02)
[4]紫粒小麥高原115中R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子TaMYB3-4A的克隆及功能分析[J]. 葉廣繼,張波,陳文杰,劉寶龍,張懷剛. 分子植物育種. 2016(08)
[5]紫紅葉甘藍(lán)型油菜葉片的色素變化及光合生理特性[J]. 唐容,黃澤素,王海,代文東,王少銘,李德珍. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]甘藍(lán)型油菜心葉顏色性狀的遺傳和AFLP標(biāo)記的篩選[J]. 淡亞彬,杜德志. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(04)
[7]T—DNA插入突變體在植物基因功能分析中的應(yīng)用[J]. 高俊平. 山西青年. 2013(18)
[8]控制白菜葉片紫色的pur基因初步定位[J]. 劉瑾,汪維紅,張德雙,于拴倉,張鳳蘭,趙岫云,余陽俊,徐家炳,盧桂香. 華北農(nóng)學(xué)報(bào). 2013(01)
[9]利用重疊延伸PCR技術(shù)進(jìn)行定點(diǎn)突變研究[J]. 雒麗娜,王盛,王玉炯. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(10)
[10]紫甘藍(lán)花色苷色素穩(wěn)定性研究[J]. 朱振寶,吳園芳,易建華. 糧食與油脂. 2011(10)
博士論文
[1]水稻紫葉性狀遺傳和基因定位的研究[D]. 鄧國富.廣西大學(xué) 2007
碩士論文
[1]甜瓜鉀離子通道基因MIRK的擬南芥轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽性研究[D]. 謝亞麗.上海交通大學(xué) 2009
[2]甘藍(lán)型油菜葉色基因的初步定位[D]. 呂九龍.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[3]水稻逆境相關(guān)基因的遺傳轉(zhuǎn)化和功能鑒定[D]. 黃越敏.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[4]葡萄籽原花青素的安全性毒理學(xué)評價(jià)及抗突變作用研究[D]. 馬中春.吉林大學(xué) 2005
本文編號(hào):3675187
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 諸論
1.1 引言
1.2 植物紫葉性狀研究進(jìn)展
1.2.1 花青素簡介
1.2.2 植物紫葉性狀研究現(xiàn)狀
1.2.3 油菜紫葉性狀遺傳研究進(jìn)展
1.3 APS還原酶研究進(jìn)展
1.3.1 APS還原酶簡介
1.3.2 異化型APS還原酶代謝途徑
1.3.3 同化型APS還原酶代謝途徑
1.4 植物基因功能驗(yàn)證技術(shù)
1.4.1 過表達(dá)(Over expression)
1.4.2 RNA干擾和反義技術(shù)
1.4.3 T-DNA插入突變
1.4.4 基因的定點(diǎn)誘變
1.5 擬南芥的遺傳轉(zhuǎn)化研究
1.5.1 擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化方法的發(fā)展
1.5.2 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的花序浸染法的轉(zhuǎn)化機(jī)理
1.5.3 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的花序浸染法的優(yōu)缺點(diǎn)
1.6 研究的目的和意義
第二章 油菜紫葉品系XY-PL的生物學(xué)特征及其遺傳分析
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
2.2.1 植物材料
2.2.2 主要藥品與試劑
2.2.3 主要溶液配制
2.2.4 主要儀器設(shè)備
2.3 方法與步驟
2.3.1 XY-PL植株的形態(tài)學(xué)特征
2.3.2 XY-PL葉片的解剖學(xué)特征
2.3.3 XY-PL的生理學(xué)特征
2.3.4 XY-PL紫葉性狀的遺傳分析
2.3.5 環(huán)境因子對XY-PL紫葉表型的影響
2.4 結(jié)果與分析
2.4.1 XY-PL植株的形態(tài)學(xué)特征
2.4.2 XY-PL葉片的解剖學(xué)特征
2.4.3 XY-PL的生理學(xué)特征
2.4.4 XY-PL紫葉性狀的遺傳分析
2.4.5 環(huán)境因子對XY-PL紫葉表型的影響
2.5 本章小節(jié)
第三章 紫葉候選基因APR2 的克隆及生物信息學(xué)分析
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
3.2.1 植物材料
3.2.2 主要藥品與試劑
3.2.3 主要溶液和培養(yǎng)基配制
3.2.4 APR2 基因特異PCR擴(kuò)增引物的設(shè)計(jì)與合成
3.2.5 主要儀器設(shè)備
3.3 方法與步驟
3.3.1 葉片總DNA與 RNA的提取
3.3.2 APR2 g DNA擴(kuò)增
3.3.3 APR2 第一鏈c DNA的合成
3.3.4 APR2 c DNA的 PCR擴(kuò)增
3.3.5 APR2 基因PCR產(chǎn)物的電泳與回收
3.3.6 APR2 基因片段與克隆載體的連接與轉(zhuǎn)化
3.3.7 陽性菌落的鑒定與測序
3.3.8 APR2 基因的生物信息學(xué)分析
3.4 結(jié)果與分析
3.4.1 總DNA與 RNA提取效果
3.4.2 APR2 g DNA與 c DNA擴(kuò)增效果
3.4.3 APR2 基因的結(jié)構(gòu)與DNA序列比對
3.4.4 APR2 基因的推導(dǎo)氨基酸序列及其理化性質(zhì)
3.4.5 APR2 的系統(tǒng)進(jìn)化分析
3.4.6 APR2 功能結(jié)構(gòu)域分析
3.5 本章小節(jié)
第四章 APR2 基因的擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化及其表型分析
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
4.2.1 植物材料
4.2.2 主要藥品與試劑
4.2.3 主要溶液和培養(yǎng)基配制
4.2.4 主要儀器設(shè)備
4.3 方法與步驟
4.3.1 APR2 過表達(dá)載體的構(gòu)建
4.3.2 擬南芥的遺傳轉(zhuǎn)化
4.3.3 轉(zhuǎn)基因株系的表型分析
4.4 結(jié)果與分析
4.4.1 APR2 質(zhì)粒的提取效果
4.4.2 啟動(dòng)子、終止子的擴(kuò)增、表達(dá)元件的組裝效果評價(jià)
4.4.3 表達(dá)載體的陽性檢測結(jié)果
4.4.4 表達(dá)載體轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌效果分析
4.4.5 T1 轉(zhuǎn)基因植株表型
4.4.6 T2 轉(zhuǎn)基因植株性狀分離比例
4.4.7 轉(zhuǎn)基因植株的葉片表型
4.4.8 轉(zhuǎn)基因植株葉片的花青素含量分析
4.4.9 轉(zhuǎn)基因植的硫代謝表型分析
4.5 本章小節(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]原花青素聯(lián)合維生素E對動(dòng)脈粥樣硬化大鼠血脂及抗氧化的影響[J]. 師豪,黃世龍,張孟柯,李潁,胡文玉,牛美蘭. 中國老年學(xué)雜志. 2019(04)
[2]紫粒小麥花青素合成分子調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 李小蘭,張明生,任明見,呂享,吉寧,王曉紅,徐如宏. 植物生理學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]百脈根ACC氧化酶基因LcACO1的克隆及序列分析[J]. 馬蘭. 分子植物育種. 2017(02)
[4]紫粒小麥高原115中R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子TaMYB3-4A的克隆及功能分析[J]. 葉廣繼,張波,陳文杰,劉寶龍,張懷剛. 分子植物育種. 2016(08)
[5]紫紅葉甘藍(lán)型油菜葉片的色素變化及光合生理特性[J]. 唐容,黃澤素,王海,代文東,王少銘,李德珍. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]甘藍(lán)型油菜心葉顏色性狀的遺傳和AFLP標(biāo)記的篩選[J]. 淡亞彬,杜德志. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(04)
[7]T—DNA插入突變體在植物基因功能分析中的應(yīng)用[J]. 高俊平. 山西青年. 2013(18)
[8]控制白菜葉片紫色的pur基因初步定位[J]. 劉瑾,汪維紅,張德雙,于拴倉,張鳳蘭,趙岫云,余陽俊,徐家炳,盧桂香. 華北農(nóng)學(xué)報(bào). 2013(01)
[9]利用重疊延伸PCR技術(shù)進(jìn)行定點(diǎn)突變研究[J]. 雒麗娜,王盛,王玉炯. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(10)
[10]紫甘藍(lán)花色苷色素穩(wěn)定性研究[J]. 朱振寶,吳園芳,易建華. 糧食與油脂. 2011(10)
博士論文
[1]水稻紫葉性狀遺傳和基因定位的研究[D]. 鄧國富.廣西大學(xué) 2007
碩士論文
[1]甜瓜鉀離子通道基因MIRK的擬南芥轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽性研究[D]. 謝亞麗.上海交通大學(xué) 2009
[2]甘藍(lán)型油菜葉色基因的初步定位[D]. 呂九龍.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[3]水稻逆境相關(guān)基因的遺傳轉(zhuǎn)化和功能鑒定[D]. 黃越敏.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[4]葡萄籽原花青素的安全性毒理學(xué)評價(jià)及抗突變作用研究[D]. 馬中春.吉林大學(xué) 2005
本文編號(hào):3675187
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