隨著人口的快速增長，全世界的糧食安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。要使作物產(chǎn)量大幅度提高，必須對產(chǎn)量賴以形成的植物總體的生長發(fā)育狀況進(jìn)行重大調(diào)控。因此，更多研究開始關(guān)注控制或影響植物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的物質(zhì)——植物激素。油菜素內(nèi)酯是第六大植物激素，參與調(diào)控植物生長發(fā)育的多個(gè)方面，其對株型、產(chǎn)量和花期的調(diào)控尤其被世人關(guān)注。對油菜素內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和生物合成途徑的關(guān)鍵基因進(jìn)行遺傳操作，是改造植物株型和生育期，挖掘作物高產(chǎn)潛能的有力途徑。大豆作為世界上最為重要的油料作物和高蛋白糧食作物，直被倒伏和生育期復(fù)雜所困擾。以往育種者通過常規(guī)育種手段改良株型及生育期性狀，但隨著近年來生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，尤其是系列油菜素內(nèi)酯相關(guān)基因的發(fā)現(xiàn)，使通過分子手段設(shè)計(jì)和改造作物株型與生育期成為可能。雖然油菜素內(nèi)酯相關(guān)基因在多種物種中的研究取得了突破性進(jìn)展，但大豆中的研究卻非常有限。本研究是首次在大豆中克隆獲得油菜素內(nèi)酯相關(guān)基因GmBRI1和GmCPD，其在株型構(gòu)建和開花時(shí)間調(diào)節(jié)方面的重要功能為通過分子操作調(diào)控株型和花期性狀，培育高產(chǎn)大豆品種創(chuàng)造了條件。本實(shí)驗(yàn)對油菜素內(nèi)酯相關(guān)基因GmBRI1和GmCPD進(jìn)行了克隆及功能驗(yàn)證，并對其... 

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
中英文縮略語表
第1章 前言
    1.1 油菜素內(nèi)酯生物途徑及其生理作用
        1.1.1 油菜素內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑
        1.1.2 油菜素內(nèi)酯合成途徑
        1.1.3 油菜素內(nèi)酯的生理作用
    1.2 植物開花的分子機(jī)制研究進(jìn)展
        1.2.1 四大開花途徑
        1.2.2 光周期途徑分子機(jī)制
    1.3 油菜素內(nèi)酯相關(guān)基因與開花調(diào)控
        1.3.1 BRI1 基因的研究進(jìn)展及其與開花時(shí)間的關(guān)系
        1.3.2 CPD 基因的研究進(jìn)展及其與開花時(shí)間的關(guān)系
    1.4 本研究的目的和意義
第2章 GmBRI1 基因和 4 個(gè) GmCPD 同源基因的克隆及生物信息學(xué)分析
    2.1 材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌株
        2.1.3 酶及試劑
        2.1.4 引物
        2.1.5 主要儀器設(shè)備
    2.2 方法
        2.2.1 DNA 提取
        2.2.2 Trizol 法提取植物總 RNA
        2.2.3 cDNA 的合成
        2.2.4 GmBRI1/ GmCPD 基因的 PCR 擴(kuò)增
        2.2.5 PCR 產(chǎn)物回收
        2.2.6 回收產(chǎn)物連接 T 載體
        2.2.7 凍融法轉(zhuǎn)化大腸桿菌 DH5α感受態(tài)細(xì)胞
        2.2.8 生物信息學(xué)分析
    2.3 結(jié)果
        2.3.1 GmBRI1 基因的克隆
        2.3.2 GmBRI1 基因的生物信息學(xué)分析
        2.3.3 GmCPD 基因的克隆
        2.3.4 GmCPD 基因的生物信息學(xué)分析
    2.4 討論
    2.5 小結(jié)
第3章 GmBRI1 和 4 個(gè) GmCPD 同源基因在大豆中的表達(dá)模式分析
    3.1 材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 試劑
        3.1.3 引物
        3.1.4 主要儀器設(shè)備
    3.2 方法
        3.2.1 材料種植與取樣
        3.2.2 Trizol 法提取植物總 RNA
        3.2.3 cDNA 的合成
        3.2.4 熒光實(shí)時(shí)定量 PCR
    3.3 結(jié)果
        3.3.1 在大豆不同組織中的表達(dá)
        3.3.2 外源 BR 處理下基因的表達(dá)
    3.4 討論
    3.5 小結(jié)
第4章 GmBRI1 和 4 個(gè) GmCPD 同源基因的功能分析
    4.1 材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 菌株
        4.1.3 酶及試劑
        4.1.4 引物及序列
        4.1.5 主要儀器設(shè)備
    4.2 方法
        4.2.1 質(zhì)粒的提取
        4.2.2 Xbal I 和 Kpn I / Sac I 雙酶切
        4.2.3 酶切產(chǎn)物回收
        4.2.4 用 T4 連接酶連接目的基因與載體
        4.2.5 GV3101 根癌農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備
        4.2.6 電擊法轉(zhuǎn)化 GV3101 感受態(tài)細(xì)胞
        4.2.7 蘸花法轉(zhuǎn)化擬南芥
        4.2.8 Trizol 法提取植物總 RNA
        4.2.9 cDNA 的合成
        4.2.10 PCR 反應(yīng)驗(yàn)證基因表達(dá)
        4.2.11 擬南芥的處理及培養(yǎng)
        4.2.12 數(shù)據(jù)的測量與分析
    4.3 結(jié)果
        4.3.1 轉(zhuǎn)基因擬南芥的獲得與鑒定
        4.3.2 GmBRI1 基因的表達(dá)恢復(fù)了擬南芥突變體 bri1-5 的表型
        4.3.3 GmBRI1 基因在 bri1-5 中的表達(dá)修復(fù)了 BR 信號(hào)通路
        4.3.4 GmCPD 基因的表達(dá)恢復(fù)了擬南芥突變體 cpd-91 的表型
        4.3.5 GmCPD 基因在 cpd-91 中的表達(dá)修復(fù)了 BR 合成途徑
    4.4 討論
    4.5 小結(jié)
第5章 GmBRI1 和 4 個(gè) GmCPD 同源基因與開花的關(guān)系
    5.1 材料
        5.1.1 植物材料
        5.1.2 試劑
        5.1.3 引物
        5.1.4 主要儀器設(shè)備
    5.2 方法
        5.2.1 Trizol 法提取植物總 RNA
        5.2.2 cDNA 的合成
        5.2.3 熒光實(shí)時(shí)定量 PCR
    5.3 結(jié)果
        5.3.1 對擬南芥開花的影響
        5.3.2 在大豆開花逆轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的表達(dá)
        5.3.3 在不同光周期敏感性大豆品種中的表達(dá)
    5.4 討論
    5.5 小結(jié)
第6章 GmBRI1 和 4 個(gè) GmCPD 同源基因在 GmFT2a 轉(zhuǎn)基因大豆中的表達(dá)分析
    6.1 材料
        6.1.1 植物材料
        6.1.2 菌種
        6.1.3 試劑
        6.1.4 引物
        6.1.5 主要儀器設(shè)備
    6.2 方法
        6.2.1 質(zhì)粒的提取
        6.2.2 PCR 反應(yīng)
        6.2.3 Xbal I 和 Sac I 雙酶切
        6.2.4 用 T4 連接酶連接目的基因與載體
        6.2.5 EHA101 根癌農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備
        6.2.6 電擊法轉(zhuǎn)化 EHA101 感受態(tài)細(xì)胞
        6.2.7 根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的的大豆子葉節(jié)轉(zhuǎn)化法
        6.2.8 Trizol 法提取植物總 RNA
        6.2.9 cDNA 的合成
        6.2.10 熒光實(shí)時(shí)定量 PCR
    6.3 結(jié)果
        6.3.1 GmFT2a 轉(zhuǎn)基因大豆植株的獲得
        6.3.2 GmBRI1 和 4 個(gè) GmCPD 同源基因在轉(zhuǎn)基因植株中的表達(dá)
    6.4 討論
    6.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
作者簡介及科研成果
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大豆品種自貢冬豆花芽分化及開花逆轉(zhuǎn)過程的形態(tài)解剖學(xué)研究(英文)[J]. 李曉梅,吳存祥,馬啟彬,張勝,李春林,張新英,韓天富.  作物學(xué)報(bào). 2005(11)
[2]植物開花逆轉(zhuǎn)研究進(jìn)展[J]. 吳存祥,韓天富.  植物學(xué)通報(bào). 2002(05)

碩士論文
[1]大豆開花逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象的研究[D]. 吳存祥.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2000



本文編號(hào)：3727638