毛竹（Phyllostachys edulis）是我國重要的筍材兩用竹種,廣泛分布我國亞熱帶地區(qū),占全國竹林面積的70%以上,具有重要經(jīng)濟、生態(tài)和社會價值。作為多年生單稔植物,一生只開一次花,開花后竹林更新能力下降,葉片衰老脫落和植株個體死亡。開花衰老對竹區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成巨大的影響。NAC蛋白是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子,其中ORE1和NAP蛋白在植物的生長發(fā)育、整株衰老和器官衰老調(diào)控方面具有至關(guān)重要的作用。然而有關(guān)NAC家族基因調(diào)控衰老的研究多集中在一年生的模式植物或農(nóng)作物上,在毛竹上的研究極少,且有關(guān)ORE1和NAP成員在毛竹衰老方面的研究僅限于進化分析和基因Pe NAC1（NAP亞家族成員）的克隆,缺乏調(diào)控功能解析。因此挖掘毛竹衰老相關(guān)的NAC（Phe NAC）基因,研究NAC基因?qū)γ袼ダ险{(diào)控機理,具有重要的理論意義和實踐價值。本研究以毛竹花的衰老、葉片衰老和筍采后衰老為切入點,篩選與衰老相關(guān)的候選NAC家族基因;用遺傳學實驗驗證其功能;通過酵母單雜交和酵母雙雜交實驗,解析NAC基因的調(diào)控機制。主要研究結(jié)果如下:1、毛竹ORE1和NAP亞家族成員為候選衰老相關(guān)基因根據(jù)基因組... 

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 植物衰老的研究進展
        1.2.1 植物衰老的分類
        1.2.2 影響植物衰老的因素
        1.2.3 植物衰老過程及生理生化變化
        1.2.4 植物衰老的分子生物學研究進展
    1.3 NAC轉(zhuǎn)錄因子的研究進展
        1.3.1 NAC轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)和基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控
        1.3.2 NAC轉(zhuǎn)錄因子的分子生物學功能
    1.4 ORE1和NAP轉(zhuǎn)錄因子在衰老過程中研究進展
        1.4.1 ORE1參與的衰老調(diào)控
        1.4.2 NAP參與的衰老調(diào)控
    1.5 毛竹衰老的研究進展
        1.5.1 毛竹衰老的分類
        1.5.2 毛竹衰老過程中的生理變化
        1.5.3 毛竹衰老的分子生物學研究進展
    1.6 研究的目的和意義
    1.7 經(jīng)費來源
    1.8 研究的技術(shù)路線
第二章 毛竹NAC基因家族的生物信息學和表達模式分析
    2.1 材料與方法
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 實驗器材及試劑
    2.2 實驗方法
        2.2.1 RNA提取、反轉(zhuǎn)錄及q RT-PCR分析
        2.2.2 毛竹中NAC家族和Hsf家族成員的確定
        2.2.3 毛竹NAC家族序列分析和進化樹構(gòu)建
        2.2.4 毛竹NAC家族成員參與的調(diào)控路徑預測
        2.2.5 基因表達量分析
        2.2.6 共表達網(wǎng)絡建立
    2.3 實驗結(jié)果
        2.3.1 毛竹NAC家族成員的鑒定
        2.3.2 毛竹NAC家族成員進化樹分析
        2.3.3 毛竹NAC家族成員基因結(jié)構(gòu)和保守基序分析
        2.3.4 毛竹NAC家族成員參與的調(diào)控路徑預測
        2.3.5 基因表達分析
        2.3.6 毛竹NAC和 Hsf家族基因共表達和蛋白互作網(wǎng)絡的建立
    2.4 討論
        2.4.1 毛竹NAC基因家族序列
        2.4.2 毛竹NAC基因家族的表達分析
        2.4.3 毛竹NAC和 Hsf家族基因的共表達分析
    2.5 小結(jié)
第三章 毛竹衰老相關(guān)NACs的克隆和在衰老過程的表達分析
    3.1 實驗材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 試劑、菌株和載體
    3.2 實驗方法
        3.2.1 毛竹葉片PSII原初光能轉(zhuǎn)化效率Fv/Fm的測定
        3.2.2 離體葉片衰老誘導處理
        3.2.3 葉綠素含量測定
        3.2.4 RNA提取和反轉(zhuǎn)錄
        3.2.5 毛竹ORE1和NAP亞家族基因的克隆
        3.2.6 毛竹ORE1和NAP亞家族基因的進化分析及固有無序區(qū)分析
        3.2.7 毛竹ORE1和NAP亞家族基因啟動子的克隆與分析
        3.2.8 毛竹ORE1和NAP亞家族基因在毛竹葉片衰老過程和筍采后的表達分析
        3.2.9 統(tǒng)計分析
    3.3 實驗結(jié)果
        3.3.1 毛竹ORE1和NAP亞家族基因克隆
        3.3.2 毛竹ORE1和NAP亞家族基因進化樹分析及多序列比對
        3.3.3 毛竹ORE1和NAP亞家族基因序列固有無序區(qū)預測
        3.3.4 毛竹ORE1和NAP亞家族基因啟動子的克隆與分析
        3.3.5 毛竹ORE1和NAP亞家族基因在開花毛竹葉片衰老過程的表達分析
        3.3.6 毛竹ORE1和NAP亞家族基因在實生苗葉片衰老過程表達分析
        3.3.7 毛竹ORE1和NAP亞家族基因在離體葉片衰老過程表達分析
        3.3.8 毛竹ORE1和NAP亞家族基因在黃化苗中的表達分析
        3.3.9 毛竹ORE1和NAP亞家族基因筍采后衰老過程的表達分析
    3.4 討論
        3.4.1 毛竹ORE1和NAP亞家族基因具有保守性和特異性
        3.4.2 毛竹ORE1和NAP亞家族基因在衰老過程上調(diào)表達
    3.5 小結(jié)
第四章 毛竹PheORE1s和 PheNAPs調(diào)控擬南芥葉片衰老
    4.1 實驗材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 試劑、菌株和載體
    4.2 實驗方法
        4.2.1 DNA的提取
        4.2.2 RNA的提取和反轉(zhuǎn)錄
        4.2.3 毛竹PheORE1s和 PheNAPs基因超表達載體的構(gòu)建及轉(zhuǎn)化
        4.2.4 擬南芥nap和 nac2-1 突變體及異源轉(zhuǎn)化擬南芥的鑒定
        4.2.5 表型鑒定
        4.2.6 轉(zhuǎn)基因擬南芥表達分析
    4.3 實驗結(jié)果
        4.3.1 擬南芥nap突變體和nac2-1 突變體的鑒定
        4.3.2 毛竹PheORE1s和 PheNAPs的轉(zhuǎn)基因擬南芥的鑒定
        4.3.3 異位表達PheORE1s和 PheNAPs擬南芥的表型分析
        4.3.4 轉(zhuǎn)基因擬南芥表達分析
    4.4 討論
    4.5 小結(jié)
第五章 毛竹PheORE1s和 PheNAPs調(diào)控葉片衰老機制研究
    5.1 實驗材料
        5.1.1 植物材料
        5.1.2 試劑、菌株和載體
    5.2 實驗方法
        5.2.1 毛竹基因組DNA提取
        5.2.2 載體構(gòu)建及轉(zhuǎn)化
        5.2.3 毛竹PheORE1和Phe NAP亞家族基因亞細胞定位分析
        5.2.4 毛竹PheORE1和Phe NAP亞家族基因轉(zhuǎn)錄激活活性分析
        5.2.5 篩選和鑒定毛竹PheORE1和Phe NAP亞家族成員的上下游基因
        5.2.6 毛竹Phe NAC9 互作蛋白篩選和鑒定
    5.3 實驗結(jié)果
        5.3.1 毛竹PheORE1和Phe NAP亞家族基因亞細胞定位
        5.3.2 毛竹PheORE1和Phe NAP亞家族基因轉(zhuǎn)錄激活活性分析
        5.3.3 毛竹PheORE1和Phe NAP亞家族基因上下游基因預測
        5.3.4 毛竹Phe NAC9 能與Phe NAC8 形成異源二聚體
    5.4 討論
        5.4.1 毛竹PheORE1和Phe NAP亞家族成員參與調(diào)控路徑存在特異性
        5.4.2 毛竹PheORE1和Phe NAP亞家族基因可能參與多種調(diào)控過程
        5.4.3 Phe NAC9為PheORE1和Phe NAP亞家族成員調(diào)控衰老的樞紐基因
    5.5 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
附錄
在讀期間的學術(shù)研究
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]NAC類轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控香蕉果實誘導耐冷性及成熟的機制分析[D]. 單偉.華南農(nóng)業(yè)大學 2016
[3]植物轉(zhuǎn)錄因子NAP的系統(tǒng)發(fā)育及其對葉片衰老的調(diào)控[D]. 范凱.浙江大學 2015

碩士論文
[1]核苷酸轉(zhuǎn)移酶參與擬南芥開花調(diào)控及水稻非生物脅迫響應的機制研究[D]. 楊海奇.深圳大學 2017
[2]竹類植物葉片衰老機理研究[D]. 謝海平.南京林業(yè)大學 2004



本文編號：3726883