桃ATP/ADP PpIPT基因鑒定與表達(dá)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-10-15 23:46
ATP/ADP異戊烯基轉(zhuǎn)移酶(ATP/ADP IPT)是植物細(xì)胞分裂素從頭合成的關(guān)鍵酶。本試驗(yàn)以桃(Prunus persica)為試材,利用已經(jīng)公布的桃全基因組數(shù)據(jù),鑒定了桃樹ATP/ADP PpIPT基因家族的4個(gè)成員。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù),驗(yàn)證了各ATP/ADP PpIPTs基因在細(xì)胞分裂素合成及調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育中的功能。利用熒光定量技術(shù),全面分析了桃樹根、葉及果實(shí)中ATP/ADP PpIPTs基因?qū)ν庠床煌盘?hào)和激素信號(hào)的響應(yīng)特性。分析了桃樹枝條頂端優(yōu)勢(shì)過程中,ATP/ADP PpIPTs基因的表達(dá)特性以及生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素和獨(dú)腳金內(nèi)酯間的相互作用。檢測(cè)了魯星油桃果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育全過程中,果實(shí)果肉和種子內(nèi)源細(xì)胞分裂素含量及ATP/ADP PpIPTs基因表達(dá)量的動(dòng)態(tài)變化。主要研究結(jié)果如下:1.桃ATP/ADP PpIPTs基因家族成員鑒定及其功能驗(yàn)證GDR預(yù)測(cè)的桃ATP/ADP PpIPT基因家族共有5個(gè)成員,通過驗(yàn)證,在桃樹中實(shí)際表達(dá)的是4個(gè)基因,分別命名為PpIPT1、PpIPT3、PpIPT5a和PpIPT5b,各成員均無內(nèi)含子,N端均具有保守結(jié)構(gòu)域序列。生物信息學(xué)分析軟件分析結(jié)...
【文章來源】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:117 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 細(xì)胞分裂素的發(fā)現(xiàn)、功能與結(jié)構(gòu)
1.1.1 細(xì)胞分裂素的發(fā)現(xiàn)
1.1.2 細(xì)胞分裂素的生物學(xué)效應(yīng)
1.1.3 細(xì)胞分裂素的結(jié)構(gòu)與功能
1.2 細(xì)胞分裂素的生物合成和降解
1.2.1 IPT基因的研究進(jìn)展
1.2.2 CYP735A基因的研究進(jìn)展
1.2.3 LOG基因的研究進(jìn)展
1.2.4 CKX基因的研究進(jìn)展
1.3 細(xì)胞分裂素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)
1.3.1 AHK—組氨酸激酶
1.3.2 AHP—磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
1.3.3 ARR—反應(yīng)調(diào)節(jié)因子
1.4 IPT基因的表達(dá)特性
1.4.1 IPT基因的空間表達(dá)特異性
1.4.2 氮素營(yíng)養(yǎng)與細(xì)胞分裂素間互作
1.4.3 不同植物激素對(duì)IPT基因表達(dá)的影響
1.5 植物頂端優(yōu)勢(shì)形成的激素調(diào)控
1.6 果實(shí)發(fā)育過程的激素調(diào)控
1.7 本研究的目的和意義
2 材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及處理
2.1.1 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)及氣候
2.1.2 桃全基因組數(shù)據(jù)及桃和其他植物相關(guān)基因信息的獲得
2.1.3 氮處理
2.1.4 激素處理
2.1.5 桃樹枝條摘心處理
2.1.6 果實(shí)材料
2.1.7 轉(zhuǎn)基因擬南芥的種植及處理
2.1.8 菌株與質(zhì)粒
2.1.9 培養(yǎng)基
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 桃樹中相關(guān)基因的鑒定
2.2.1.1 桃ATP/ADP PpIPT基因家族成員鑒定
2.2.1.2 桃樹其他相關(guān)基因鑒定
2.2.1.3 PCR引物
2.2.2 桃ATP/ADP PpIPT基因的生物信息學(xué)分析
2.2.3 植物材料總RNA的提取
2.2.3.1 植物總RNA提取CTAB法:
2.2.3.2 植物總RNA提取試劑盒法:
2.2.4 模板cDNA的獲得
2.2.5 cDNA全長(zhǎng)基因序列的獲得
2.2.6 凝膠電泳中DNA片段的回收
2.2.7 目的基因DNA片段與克隆載體的連接
2.2.8 重組pMD18質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌
2.2.9 大腸桿菌及農(nóng)桿菌質(zhì)粒DNA的提取
2.2.10 質(zhì)粒DNA的酶切回收
2.2.11 正義植物表達(dá)載體PBI121重組質(zhì)粒的構(gòu)建
2.2.12 農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備和轉(zhuǎn)化
2.2.13 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的擬南芥的轉(zhuǎn)化
2.2.14 基因組DNA提取
2.2.15 轉(zhuǎn)基因鑒定
2.2.16 實(shí)時(shí)熒光定量PCR
2.2.17 15N豐度測(cè)定
2.2.18 葉綠素含量測(cè)定
2.2.19 生長(zhǎng)素含量測(cè)定
2.2.20 POD酶活性測(cè)定
2.2.21 細(xì)胞分裂素含量測(cè)定
2.3 本研究使用的軟件
2.4 數(shù)據(jù)處理
3 結(jié)果與分析
3.1 桃ATP/ADP PPIPTS基因家族成員鑒定及生物信息學(xué)分析
3.1.1 桃ATP/ADP PpIPTs基因家族成員鑒定及其序列分析
3.1.2 桃ATP/ADP PpIPTs基因家族各成員亞細(xì)胞定位
3.1.3 桃ATP/ADP PpIPTs基因家族各基因啟動(dòng)子序列分析
3.1.4 過量表達(dá)ATP/ADP PpIPTs的轉(zhuǎn)基因擬南芥的PCR檢測(cè)
3.1.5 過量表達(dá)ATP/ADP PpIPTs的轉(zhuǎn)基因擬南芥的細(xì)胞分裂素含量
3.1.6 過量表達(dá)ATP/ADP PpIPTs的轉(zhuǎn)基因擬南芥的表型
3.1.7 過量表達(dá)ATP/ADP PpIPTs的轉(zhuǎn)基因擬南芥的抗鹽能力
3.2 桃ATP/ADP PPIPTS基因家族各成員在桃樹不同部位的表達(dá)
3.3 桃不同部位ATP/ADP PPIPTS基因?qū)ν庠床煌に靥幚淼捻憫?yīng)
3.3.1 桃樹不同部位ATP/ADP PpIPTs基因?qū)ν庠醇?xì)胞分裂素處理的響應(yīng)
3.3.2 桃樹不同部位ATP/ADP PpIPTs基因?qū)ν庠雌渌に靥幚淼捻憫?yīng)
3.4 桃果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過程中ATP/ADP PPIPTS基因的表達(dá)特性
3.4.1 魯星油桃果實(shí)發(fā)育的曲線
3.4.2 魯星油桃果實(shí)發(fā)育過程內(nèi)源細(xì)胞分裂素含量動(dòng)態(tài)變化
3.4.3 魯星油桃果實(shí)發(fā)育過程中ATP/ADP PpIPTs基因表達(dá)的動(dòng)態(tài)變化
3.4.4 魯星油桃果實(shí)中細(xì)胞分裂素的信號(hào)轉(zhuǎn)遞
3.4.5 tZ型細(xì)胞分裂素與在魯星油桃果實(shí)硬核期發(fā)育中作用
3.5 桃樹氮代謝與細(xì)胞分裂素的互作
3.5.1 外源無機(jī)氮對(duì)桃ATP/ADP PpIPTs基因表達(dá)的影響
3.5.2 細(xì)胞分裂素對(duì)桃樹氮代謝的影響
3.6 桃樹枝條頂端優(yōu)勢(shì)形成中ATP/ADP PPIPTS基因的表達(dá)特性
3.6.1 生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素和獨(dú)腳金內(nèi)酯在桃樹枝條頂端優(yōu)勢(shì)形成中作用
3.6.2 摘心后側(cè)芽部位ATP/ADP PpIPTs基因的表達(dá)變化
3.6.3 生長(zhǎng)素和獨(dú)腳金內(nèi)酯對(duì)側(cè)芽部位ATP/ADP PpIPTs基因表達(dá)的影響
3.6.4 桃樹枝條側(cè)芽部位生長(zhǎng)素與獨(dú)腳金內(nèi)酯的相互作用
3.6.4.1 獨(dú)腳金內(nèi)酯影響側(cè)芽部位生長(zhǎng)素轉(zhuǎn)運(yùn)
3.6.4.2 生長(zhǎng)素影響側(cè)芽部位獨(dú)腳金內(nèi)酯的合成
4 討論
4.1 桃ATP/ADP PPIPTS基因家族成員鑒定及其表達(dá)特性
4.2 桃樹氮營(yíng)養(yǎng)與細(xì)胞分裂素代謝的互作
4.3 桃樹枝條頂端優(yōu)勢(shì)形成中ATP/ADP PPIPT基因的表達(dá)特性
5 結(jié)論
6 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]黃瓜細(xì)胞分裂素合成關(guān)鍵酶IPT基因家族序列特征及其表達(dá)分析[J]. 張停林,李季,崔利,蘇芃,徐建,陳勁楓. 園藝學(xué)報(bào). 2013(01)
[2]蘋果異戊烯基轉(zhuǎn)移酶基因家族(MdIPTs)的克隆與MdIPT5a功能分析[J]. 李皓,張文,趙旭勉,任雪芹,朱元娣. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(19)
[3]細(xì)胞分裂素氧化酶/脫氫酶的生理生化和分子特性[J]. 張芬,郭得平,林明麗,閆淼淼. 植物生理學(xué)通訊. 2008(04)
[4]細(xì)胞分裂素:代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、交叉反應(yīng)與農(nóng)藝性狀改良[J]. 鄧巖,王興春,楊淑華,左建儒. 植物學(xué)通報(bào). 2006(05)
[5]高O2 或高CO2 濃度氣調(diào)貯藏對(duì)“那翁”甜櫻桃采后生理和貯藏性的影響(英文)[J]. 姜愛麗,田世平,徐勇. Acta Botanica Sinica. 2002(08)
本文編號(hào):3438825
【文章來源】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:117 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 細(xì)胞分裂素的發(fā)現(xiàn)、功能與結(jié)構(gòu)
1.1.1 細(xì)胞分裂素的發(fā)現(xiàn)
1.1.2 細(xì)胞分裂素的生物學(xué)效應(yīng)
1.1.3 細(xì)胞分裂素的結(jié)構(gòu)與功能
1.2 細(xì)胞分裂素的生物合成和降解
1.2.1 IPT基因的研究進(jìn)展
1.2.2 CYP735A基因的研究進(jìn)展
1.2.3 LOG基因的研究進(jìn)展
1.2.4 CKX基因的研究進(jìn)展
1.3 細(xì)胞分裂素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)
1.3.1 AHK—組氨酸激酶
1.3.2 AHP—磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
1.3.3 ARR—反應(yīng)調(diào)節(jié)因子
1.4 IPT基因的表達(dá)特性
1.4.1 IPT基因的空間表達(dá)特異性
1.4.2 氮素營(yíng)養(yǎng)與細(xì)胞分裂素間互作
1.4.3 不同植物激素對(duì)IPT基因表達(dá)的影響
1.5 植物頂端優(yōu)勢(shì)形成的激素調(diào)控
1.6 果實(shí)發(fā)育過程的激素調(diào)控
1.7 本研究的目的和意義
2 材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及處理
2.1.1 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)及氣候
2.1.2 桃全基因組數(shù)據(jù)及桃和其他植物相關(guān)基因信息的獲得
2.1.3 氮處理
2.1.4 激素處理
2.1.5 桃樹枝條摘心處理
2.1.6 果實(shí)材料
2.1.7 轉(zhuǎn)基因擬南芥的種植及處理
2.1.8 菌株與質(zhì)粒
2.1.9 培養(yǎng)基
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 桃樹中相關(guān)基因的鑒定
2.2.1.1 桃ATP/ADP PpIPT基因家族成員鑒定
2.2.1.2 桃樹其他相關(guān)基因鑒定
2.2.1.3 PCR引物
2.2.2 桃ATP/ADP PpIPT基因的生物信息學(xué)分析
2.2.3 植物材料總RNA的提取
2.2.3.1 植物總RNA提取CTAB法:
2.2.3.2 植物總RNA提取試劑盒法:
2.2.4 模板cDNA的獲得
2.2.5 cDNA全長(zhǎng)基因序列的獲得
2.2.6 凝膠電泳中DNA片段的回收
2.2.7 目的基因DNA片段與克隆載體的連接
2.2.8 重組pMD18質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌
2.2.9 大腸桿菌及農(nóng)桿菌質(zhì)粒DNA的提取
2.2.10 質(zhì)粒DNA的酶切回收
2.2.11 正義植物表達(dá)載體PBI121重組質(zhì)粒的構(gòu)建
2.2.12 農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備和轉(zhuǎn)化
2.2.13 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的擬南芥的轉(zhuǎn)化
2.2.14 基因組DNA提取
2.2.15 轉(zhuǎn)基因鑒定
2.2.16 實(shí)時(shí)熒光定量PCR
2.2.17 15N豐度測(cè)定
2.2.18 葉綠素含量測(cè)定
2.2.19 生長(zhǎng)素含量測(cè)定
2.2.20 POD酶活性測(cè)定
2.2.21 細(xì)胞分裂素含量測(cè)定
2.3 本研究使用的軟件
2.4 數(shù)據(jù)處理
3 結(jié)果與分析
3.1 桃ATP/ADP PPIPTS基因家族成員鑒定及生物信息學(xué)分析
3.1.1 桃ATP/ADP PpIPTs基因家族成員鑒定及其序列分析
3.1.2 桃ATP/ADP PpIPTs基因家族各成員亞細(xì)胞定位
3.1.3 桃ATP/ADP PpIPTs基因家族各基因啟動(dòng)子序列分析
3.1.4 過量表達(dá)ATP/ADP PpIPTs的轉(zhuǎn)基因擬南芥的PCR檢測(cè)
3.1.5 過量表達(dá)ATP/ADP PpIPTs的轉(zhuǎn)基因擬南芥的細(xì)胞分裂素含量
3.1.6 過量表達(dá)ATP/ADP PpIPTs的轉(zhuǎn)基因擬南芥的表型
3.1.7 過量表達(dá)ATP/ADP PpIPTs的轉(zhuǎn)基因擬南芥的抗鹽能力
3.2 桃ATP/ADP PPIPTS基因家族各成員在桃樹不同部位的表達(dá)
3.3 桃不同部位ATP/ADP PPIPTS基因?qū)ν庠床煌に靥幚淼捻憫?yīng)
3.3.1 桃樹不同部位ATP/ADP PpIPTs基因?qū)ν庠醇?xì)胞分裂素處理的響應(yīng)
3.3.2 桃樹不同部位ATP/ADP PpIPTs基因?qū)ν庠雌渌に靥幚淼捻憫?yīng)
3.4 桃果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過程中ATP/ADP PPIPTS基因的表達(dá)特性
3.4.1 魯星油桃果實(shí)發(fā)育的曲線
3.4.2 魯星油桃果實(shí)發(fā)育過程內(nèi)源細(xì)胞分裂素含量動(dòng)態(tài)變化
3.4.3 魯星油桃果實(shí)發(fā)育過程中ATP/ADP PpIPTs基因表達(dá)的動(dòng)態(tài)變化
3.4.4 魯星油桃果實(shí)中細(xì)胞分裂素的信號(hào)轉(zhuǎn)遞
3.4.5 tZ型細(xì)胞分裂素與在魯星油桃果實(shí)硬核期發(fā)育中作用
3.5 桃樹氮代謝與細(xì)胞分裂素的互作
3.5.1 外源無機(jī)氮對(duì)桃ATP/ADP PpIPTs基因表達(dá)的影響
3.5.2 細(xì)胞分裂素對(duì)桃樹氮代謝的影響
3.6 桃樹枝條頂端優(yōu)勢(shì)形成中ATP/ADP PPIPTS基因的表達(dá)特性
3.6.1 生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素和獨(dú)腳金內(nèi)酯在桃樹枝條頂端優(yōu)勢(shì)形成中作用
3.6.2 摘心后側(cè)芽部位ATP/ADP PpIPTs基因的表達(dá)變化
3.6.3 生長(zhǎng)素和獨(dú)腳金內(nèi)酯對(duì)側(cè)芽部位ATP/ADP PpIPTs基因表達(dá)的影響
3.6.4 桃樹枝條側(cè)芽部位生長(zhǎng)素與獨(dú)腳金內(nèi)酯的相互作用
3.6.4.1 獨(dú)腳金內(nèi)酯影響側(cè)芽部位生長(zhǎng)素轉(zhuǎn)運(yùn)
3.6.4.2 生長(zhǎng)素影響側(cè)芽部位獨(dú)腳金內(nèi)酯的合成
4 討論
4.1 桃ATP/ADP PPIPTS基因家族成員鑒定及其表達(dá)特性
4.2 桃樹氮營(yíng)養(yǎng)與細(xì)胞分裂素代謝的互作
4.3 桃樹枝條頂端優(yōu)勢(shì)形成中ATP/ADP PPIPT基因的表達(dá)特性
5 結(jié)論
6 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]黃瓜細(xì)胞分裂素合成關(guān)鍵酶IPT基因家族序列特征及其表達(dá)分析[J]. 張停林,李季,崔利,蘇芃,徐建,陳勁楓. 園藝學(xué)報(bào). 2013(01)
[2]蘋果異戊烯基轉(zhuǎn)移酶基因家族(MdIPTs)的克隆與MdIPT5a功能分析[J]. 李皓,張文,趙旭勉,任雪芹,朱元娣. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(19)
[3]細(xì)胞分裂素氧化酶/脫氫酶的生理生化和分子特性[J]. 張芬,郭得平,林明麗,閆淼淼. 植物生理學(xué)通訊. 2008(04)
[4]細(xì)胞分裂素:代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、交叉反應(yīng)與農(nóng)藝性狀改良[J]. 鄧巖,王興春,楊淑華,左建儒. 植物學(xué)通報(bào). 2006(05)
[5]高O2 或高CO2 濃度氣調(diào)貯藏對(duì)“那翁”甜櫻桃采后生理和貯藏性的影響(英文)[J]. 姜愛麗,田世平,徐勇. Acta Botanica Sinica. 2002(08)
本文編號(hào):3438825
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