燕麥(AvenasativaL.)與其他谷物在胚乳中積累淀粉不同,胚乳含有豐富的油脂,主要由三酰甘油組成。解析燕麥胚乳中油脂積累的特殊機制,對于未來利用高光效C4植物胚乳生產(chǎn)植物油具有重要的理論指導(dǎo)意義。三酰甘油的生物合成途徑在油料作物模式植物擬南芥中已有了相對深入的研究,但參與該途徑的正向調(diào)控因子僅有WRINKLED 1(WRI1)、FUSCA3(FUS3)、LEAFY COTYLEDON 1(LEC1)和 LEAFY COTYLEDON 2(LEC2)等少數(shù)被報道。本研究在分析不同燕麥品種的油脂積累特征的基礎(chǔ)上,通過分析燕麥轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),對在胚乳中高表達的WRI1和ABA INSENSITIVE 3(ABI3)開展了研究。此外,鑒于燕麥分子生物學(xué)研究相對滯后,本研究還對燕麥不同組織/器官中的內(nèi)參基因進行了篩選和評價。本研究主要獲得以下結(jié)果:(1)通過分析燕麥胚乳不同發(fā)育時期的多種脂類的積累模式,同時,通過將目前僅有的燕麥種子轉(zhuǎn)錄組與胚乳幾乎不含油的小麥(Triticum aestivum)胚乳轉(zhuǎn)錄組和胚乳含油的雙子葉植物蓖麻(Ricinus communis)胚乳轉(zhuǎn)錄組進行比較,結(jié)合...

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
    1.1 燕麥的富油胚乳及內(nèi)參基因研究
        1.1.1 燕麥的栽培和育種
        1.1.2 燕麥的富油胚乳
        1.1.3 燕麥中的內(nèi)參基因
    1.2 植物油脂積累研究進展
        1.2.1 植物油脂的重要價值
        1.2.2 質(zhì)體中的脂肪酸合成
        1.2.3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的三酰甘油裝配
        1.2.4 脂滴蛋白參與脂滴形成
    1.3 植物油脂積累的轉(zhuǎn)錄因子
        1.3.1 植物油脂積累相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的簡介
        1.3.2 轉(zhuǎn)錄因子WRI1的研究進展
        1.3.3 轉(zhuǎn)錄因子ABI3的研究進展
    1.4 本研究目的和意義
第二章 燕麥胚乳脂質(zhì)積累與轉(zhuǎn)錄因子表達分析
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 試驗材料及培養(yǎng)條件
        2.2.2 脂質(zhì)含量的薄層色譜分析
        2.2.3 脂質(zhì)含量的氣相色譜分析
        2.2.4 脂質(zhì)含量的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)合分析
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 燕麥胚乳中積累大量三酰甘油
        2.3.2 高油與中油燕麥胚乳中脂質(zhì)的積累模式
        2.3.3 燕麥種子轉(zhuǎn)錄組與小麥和蓖麻轉(zhuǎn)錄組中轉(zhuǎn)錄因子的比較分析
    2.4 討論
第三章 異源六倍體燕麥中多拷貝內(nèi)參基因的篩選和評價
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 試驗材料及培養(yǎng)條件
        3.2.2 總RNA提取及cDNA單鏈合成
        3.2.3 候選內(nèi)參基因選擇及引物設(shè)計
        3.2.4 候選內(nèi)參基因的實時熒光定量PCR分析
        3.2.5 候選內(nèi)參基因穩(wěn)定性的評估算法
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 燕麥候選內(nèi)參基因的篩選
        3.3.2 引物特異性及PCR擴增效率的檢驗
        3.3.3 候選內(nèi)參基因的穩(wěn)定性評估
        3.3.4 候選內(nèi)參基因的可行性驗證
    3.4 討論
第四章 WRI1同源基因在富油燕麥胚乳中的功能鑒定
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 試驗材料及培養(yǎng)條件
        4.2.2 脂肪酸含量測定
        4.2.3 總RNA提取及基因片段擴增
        4.2.4 多序列比對和進化樹分析
        4.2.5 基因表達的實時熒光定量PCR分析
        4.2.6 植物表達載體構(gòu)建
        4.2.7 植物材料轉(zhuǎn)化
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 WRI1及其靶基因在燕麥和蓖麻胚乳中高表達
        4.3.2 燕麥和蓖麻胚乳中分別有三個和一個WRI1同源基因
        4.3.3 AsWRI1s和RcWRI1在植物體內(nèi)均有功能
        4.3.4 過表達AsWRI1s和RcWRI1可提高擬南芥種子和BY2細胞的含油量
        4.3.5 過表達AsWRI1s和RcWRI1可激活下游基因的表達
    4.4 討論
第五章 ABI3不依賴于FUS3激活三酰甘油積累
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 試驗材料及培養(yǎng)條件
        5.2.2 基因組DNA提取
        5.2.3 基因片段擴增及植物表達載體構(gòu)建
        5.2.4 煙草BY2細胞和擬南芥幼苗及葉片的雌二醇誘導(dǎo)
        5.2.5 脂肪酸含量測定
        5.2.6 脂滴的顯微觀察分析
        5.2.7 實時熒光定量PCR分析
        5.2.8 轉(zhuǎn)錄組測序分析
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 abi3突變體中的油脂積累缺陷
        5.3.2 ABI3造成煙草BY2細胞中的三酰甘油積累和脂滴增加
        5.3.3 ABI3激活擬南芥蓮座葉中的三酰甘油積累
        5.3.4 ABI3獨立激活fus3-T蓮座葉中的三酰甘油積累
        5.3.5 ABI3過表達轉(zhuǎn)錄組中脂滴蛋白基因和WRI1上調(diào)
        5.3.6 ABI3激活植物體中脂滴蛋白基因和WRI1的表達
    5.4 討論
        5.4.1 ABI3是油脂積累的正向調(diào)控因子
        5.4.2 ABI3不依賴于FUS3激活油脂積累
        5.4.3 ABI3通過上調(diào)脂滴蛋白基因和WRI1激活油脂積累
第六章 結(jié)論與創(chuàng)新點
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
參考文獻
致謝
個人簡歷



本文編號：3762936