青蒿素是從傳統(tǒng)中草藥植物青蒿中提取的一種倍半萜內(nèi)酯化合物,以青蒿素為基礎(chǔ)的聯(lián)合療法被世界衛(wèi)生組織推薦為治療瘧疾的最佳方案。目前,青蒿是青蒿素的唯一植物來源,但是,青蒿中青蒿素含量很低,利用植物代謝工程策略提高青蒿中青蒿素的含量,對于改良青蒿品種具有重要意義。植物激素（茉莉酸）和環(huán)境因子（光照）都可以顯著提高青蒿素的含量,而且茉莉酸對青蒿素生物合成的促進依賴于光照。然而,茉莉酸與光照互作調(diào)控青蒿素生物合成的分子機理尚不清楚,而且光照促進青蒿素生物合成的分子機理也未被研究。為了揭示上述科學(xué)問題,本論文進行了如下研究:1、光照和茉莉酸誘導(dǎo)的青蒿轉(zhuǎn)錄組測序分析本研究發(fā)現(xiàn)茉莉酸甲酯（茉莉酸類似物）促進青蒿素生物合成基因的表達依賴于光照條件,因此,選取了4個處理的青蒿幼苗材料,即:24小時連續(xù)光照（Light）、24小時黑暗處理（Dark）、光照中茉莉酸甲酯處理4小時（Light-MeJA-4h）和黑暗中茉莉酸甲酯處理4小時（Dark-MeJA-4h）,用Illumina Hiseq 4000測序系統(tǒng)對其進行轉(zhuǎn)錄組測序,共產(chǎn)生2.667億條序列的測序數(shù)據(jù),組裝成185,653條unigenes,平... 

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略詞表
第一章 文獻綜述
    1.1 青蒿和青蒿素
        1.1.1 瘧疾
        1.1.2 青蒿
        1.1.3 青蒿素
        1.1.4 青蒿素的生物合成途徑
    1.2 植物光信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與HY5 轉(zhuǎn)錄因子
        1.2.1 植物光信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
        1.2.2 HY5 的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制
        1.2.3 HY5與COP1 相互作用介導(dǎo)的光信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
        1.2.4 HY5 對植物次生代謝產(chǎn)物的調(diào)控
        1.2.5 HY5 功能的保守性
    1.3 茉莉酸信號對植物次生代謝的調(diào)控
        1.3.1 茉莉酸信號對植物代謝調(diào)控的簡介
        1.3.2 茉莉酸信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
    1.4 青蒿中調(diào)控青蒿素生物合成的轉(zhuǎn)錄因子
        1.4.1 WRKY轉(zhuǎn)錄因子
        1.4.2 NAC轉(zhuǎn)錄因子
        1.4.3 bHLH轉(zhuǎn)錄因子
        1.4.4 bZIP轉(zhuǎn)錄因子
        1.4.5 HD-ZIP轉(zhuǎn)錄因子
        1.4.6 MYB轉(zhuǎn)錄因子
        1.4.7 AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子
        1.4.8 TCP轉(zhuǎn)錄因子
    1.5 本研究的研究目的及技術(shù)路線
第二章 通過轉(zhuǎn)錄組測序分析茉莉酸和光調(diào)控青蒿素生物合成的研究
    2.1 引言
    2.2 材料和方法
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗方法
    2.3 結(jié)果
        2.3.1 茉莉酸促進青蒿素生物合成相關(guān)基因的表達依賴于光照
        2.3.2 轉(zhuǎn)錄組測序分析和從頭組裝
        2.3.3 Unigenes的功能注釋
        2.3.4 Unigenes的功能分類
        2.3.5 Unigenes的高表達和差異表達分析
        2.3.6 鑒定轉(zhuǎn)錄因子家族和通過qRT-PCR驗證差異基因的表達
        2.3.7 分析差異表達的轉(zhuǎn)錄因子
        2.3.8 通過qRT-PCR驗證差異表達的轉(zhuǎn)錄因子
        2.3.9 驗證候選轉(zhuǎn)錄因子對青蒿素生物合成的調(diào)控
    2.4 討論
        2.4.1 植物激素對青蒿素的作用依賴于光
        2.4.2 青蒿的Illumina測序
        2.4.3 鑒定調(diào)控青蒿素生物合成的轉(zhuǎn)錄因子
    2.5 結(jié)論
第三章 AaHY5 調(diào)控受光誘導(dǎo)的青蒿素的生物合成
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 實驗方法
    3.3 結(jié)果
        3.3.1 光照調(diào)控青蒿素生物合成基因的表達
        3.3.2 青蒿AaHY5 的基因克隆
        3.3.3 青蒿中AaHY5 蛋白與AaCOP1 蛋白可以相互作用
        3.3.4 AaHY5 的亞細胞定位分析
        3.3.5 AaHY5 的功能鑒定
        3.3.6 AaHY5 的表達模式
        3.3.7 AaHY5 正調(diào)控轉(zhuǎn)基因青蒿中青蒿素的生物合成
        3.3.8 篩選光誘導(dǎo)和腺毛特異表達的轉(zhuǎn)錄因子
        3.3.9 利用qRT-PCR驗證光誘導(dǎo)且腺毛特異表達的轉(zhuǎn)錄因子
        3.3.10 AaHY5 結(jié)合并激活A(yù)aGSW1 的表達
        3.3.11 AaHY5 轉(zhuǎn)基因青蒿中驗證AaGSW1 的表達
    3.4 討論
        3.4.1 AaHY5 參與青蒿中的光信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
        3.4.2 AaHY5 調(diào)控青蒿素的生物合成
        3.4.3 AaHY5 通過調(diào)控AaGSW1 而間接調(diào)控青蒿素的生物合成
    3.5 結(jié)論
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 研究總結(jié)
    4.2 研究創(chuàng)新點
    4.3 研究展望
參考文獻
附錄
    附錄1 :附圖
    附錄2 :附表
    附錄3 :載體圖譜
    附錄4 :實驗方法
    附錄5 :主要儀器設(shè)備
致謝
攻讀博士學(xué)位期間已發(fā)表的論文和專利


【參考文獻】：
期刊論文
[1]青蒿素代謝調(diào)控研究進展[J]. 肖玲,呂宗友,譚何新,周正,張磊.  中草藥. 2017(05)
[2]Transcriptional Regulation of Plant Secondary Metabolism[J]. Chang-Qing Yang 1,Xin Fang 1,Xiu-Ming Wu 1,Ying-Bo Mao 1,Ling-Jian Wang 1 and Xiao-Ya Chen 1,2 1 National Key Laboratory of Plant Molecular Genetics,Institute of Plant Physiology and Ecology,Shanghai Institutes for Biological Sciences,the Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200032,China 2 Plant Science Research Center,Shanghai Chenshan Botanical Garden,Shanghai 201602,China.  Journal of Integrative Plant Biology. 2012(10)
[3]溫度對青蒿毛狀根生長和青蒿素生物合成的影響(英文)[J]. 郭晨,劉春朝,葉和春,李國風(fēng).  西北植物學(xué)報. 2004(10)



本文編號：3702364