玉米是世界第一大作物,廣泛用于食品、飼料以及其他工業(yè)產(chǎn)品。玉米在馴化以及育種的過程中,種植范圍不斷地由熱帶低緯度地區(qū)向溫帶高緯度地區(qū)擴(kuò)展,與之相伴隨的是開花時(shí)間對光周期的敏感性不斷減弱;并且在現(xiàn)代育種與栽培過程中通過不斷增大玉米的種植密度來持續(xù)提高玉米產(chǎn)量。培育適度早花與耐密植玉米,始終是玉米育種的一個(gè)重要目標(biāo)。避蔭綜合征（Shave avoidance syndrome,SAS）是在高密度種植條件下,當(dāng)植物感受到來自鄰近植被的光競爭時(shí)觸發(fā)的,它對玉米產(chǎn)量的產(chǎn)生是有害的�，F(xiàn)有研究表明,擬南芥中的光敏色素作為紅光和遠(yuǎn)紅光感受器是感知遮蔭信號和觸發(fā)SAS的主要受體并參與調(diào)控開花時(shí)間,而光敏色素在玉米中的研究尚不充分。玉米PHYA與PHYB在光形態(tài)建成中的功能已進(jìn)行了一定的研究,而PHYC的研究則未見詳細(xì)報(bào)道。在本研究中,我們從玉米自交系B73中克隆到ZmPHYC1和ZmPHYC2基因,并進(jìn)行了生物信息學(xué)分析以及ZmPHYC1/2蛋白的亞細(xì)胞定位分析。利用實(shí)時(shí)定量PCR（RT-qPCR）檢測ZmPHYC1和ZmPHYC2基因在玉米中的組織特異性表達(dá),以及其轉(zhuǎn)錄豐度對不同光周期處理（長日照和短... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 植物光受體
        1.1.1 光敏色素
        1.1.2 UV-A/藍(lán)光受體
        1.1.3 UV-B光受體
    1.2 植物開花調(diào)控研究進(jìn)展
        1.2.1 光周期途徑
        1.2.2 春化途徑
        1.2.3 自主途徑
        1.2.4 赤霉素途徑
        1.2.5 年齡途徑
    1.3 植物避蔭反應(yīng)研究進(jìn)展
        1.3.1 雙子葉植物中的避蔭反應(yīng)
        1.3.2 單子葉植物中的避蔭反應(yīng)
    1.4 本研究的目的意義
2 材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌株與載體
        2.1.3 試劑
        2.1.4 儀器
        2.1.5 引物
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 生物信息學(xué)分析
        2.2.2 基因組DNA的提取
            2.2.2.1 提取溶液的配制
            2.2.2.2 DNA提取步驟
        2.2.3 總RNA的提取
        2.2.4 mRNA的反轉(zhuǎn)錄
        2.2.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR （RT-qPCR）
            2.2.5.1 RT-qPCR的引物設(shè)計(jì)
            2.2.5.2 RT-qPCR的反應(yīng)體系及程序
        2.2.6 目的載體的構(gòu)建
            2.2.6.1 使用PCR擴(kuò)增目的基因CDS片段
            2.2.6.2 PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的回收
            2.2.6.3 目的片段與相應(yīng)載體的連接
            2.2.6.4 大腸桿菌（DH5α）感受態(tài)的制備
            2.2.6.5 DH5α感受態(tài)的熱激轉(zhuǎn)化
            2.2.6.6 PCR方法鑒定陽性菌落
            2.2.6.7 大腸桿菌（DH5α）的質(zhì)粒提取
        2.2.7 農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化
            2.2.7.1 農(nóng)桿菌感受態(tài)的制備
            2.2.7.2 農(nóng)桿菌的凍融法轉(zhuǎn)化
        2.2.8 蛋白的亞細(xì)胞定位分析
            2.2.8.1 構(gòu)建分析所需的質(zhì)粒
            2.2.8.2 農(nóng)桿菌EHA105的轉(zhuǎn)化與注射煙草
            2.2.8.3 蛋白定位信號的檢測
        2.2.9 螢火蟲螢光素酶互補(bǔ)成像（LCI）分析
            2.2.9.1 LCI分析所需質(zhì)粒的構(gòu)建
            2.2.9.2 LCI信號的檢測
        2.2.10 雙分子熒光互補(bǔ)（BiFC）分析
            2.2.10.1 BiFC分析所需質(zhì)粒的構(gòu)建
            2.2.10.2 BiFC信號的檢測
        2.2.11 擬南芥的種植
            2.2.11.1 1/2MS培養(yǎng)基的配置
            2.2.11.2 擬南芥種子的消毒及萌發(fā)方法
            2.2.11.3 擬南芥的生長環(huán)境
        2.2.12 轉(zhuǎn)基因擬南芥的構(gòu)建
            2.2.12.1 轉(zhuǎn)基因過表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建
            2.2.12.2 浸花法轉(zhuǎn)化擬南芥
            2.2.12.3 篩選陽性轉(zhuǎn)基因擬南芥
            2.2.12.4 轉(zhuǎn)基因擬南芥中目的基因表達(dá)量的檢測（RT-qPCR法）
        2.2.13 擬南芥的光處理
        2.2.14 擬南芥表型測量與統(tǒng)計(jì)
        2.2.15 轉(zhuǎn)基因玉米材料的獲得
            2.2.15.1 玉米的溫室生長條件
            2.2.15.2 玉米CRISPR/Cas9敲除質(zhì)粒的構(gòu)建
            2.2.15.3 玉米過表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建
            2.2.15.4 玉米的轉(zhuǎn)化以及轉(zhuǎn)基因玉米的鑒定
        2.2.16 玉米的實(shí)驗(yàn)條件及表型統(tǒng)計(jì)
            2.2.16.1 玉米基因的節(jié)律分析實(shí)驗(yàn)條件
            2.2.16.2 玉米大田生長條件與表型統(tǒng)計(jì)
3 結(jié)果與分析
    3.1 ZmPHYC1和ZmPHYC2蛋白的結(jié)構(gòu)域與進(jìn)化分析
        3.1.1 ZmPHYC1和ZmPHYC2含有保守的蛋白結(jié)構(gòu)域
        3.1.2 ZmPHYC1和ZmPHYC2的系統(tǒng)進(jìn)化樹分析
        3.1.3 ZmPHYC1和ZmPHYC2的共線性分析
    3.2 ZmPHYC1和ZmPHYC2的表達(dá)模式及蛋白亞細(xì)胞定位
        3.2.1 ZmPHYC1和ZmPHYC2的組織表達(dá)分析
        3.2.2 ZmPHYC1和ZmPHYC2在不同光周期條件的表達(dá)分析
        3.2.3 ZmPHYC1和ZmPHYC2的亞細(xì)胞定位分析
    3.3 ZmPHYC1和ZmPHYC2可與自身及其ZmPHYBs互作
    3.4 轉(zhuǎn)ZmPHYC1和ZmPHYC2的擬南芥phyC-2突變體表型分析
        3.4.1 過表達(dá)ZmPHYC1和ZmPHYC2互補(bǔ)phyC-2突變體下胚軸表型
        3.4.2 過表達(dá)ZmPHYC1和ZmPHYC2促進(jìn)phyC-2突變體開花
    3.5 ZmPHYC1和ZmPHYC2轉(zhuǎn)基因擬南芥對不同光條件的響應(yīng)
    3.6 過表達(dá)ZmPHYC1和ZmPHYC2抑制擬南芥的避蔭反應(yīng)
    3.7 ZmPHYC1和ZmPHYC2在玉米開花中的功能分析
        3.7.1 zmphyC1 zmphyC2雙突變體在長日照條件下促進(jìn)玉米開花
        3.7.2 zmphyC1 zmphyC2雙突變體對玉米短日照條件下的開花影響
        3.7.3 開花相關(guān)基因的表達(dá)模式分析
    3.8 過表達(dá)ZmPHYC2可適度降低轉(zhuǎn)基因玉米的株高
    3.9 ZmPHYC2無義突變位點(diǎn)的進(jìn)化分析
4 討論
    4.1 ZmphyCs屬于Ⅱ類光敏色素并調(diào)控幼苗光形態(tài)建成和SAS
    4.2 ZmPHYCs在調(diào)控玉米開花時(shí)間方面具有重要作用
    4.3 ZmPHYCs為玉米高密度栽培提供了潛在目標(biāo)
    4.4 ZmPHYCs中尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)與馴化信號
5 結(jié)論
6 參考文獻(xiàn)
7 附錄
8 致謝
9 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況



本文編號：3015693