野生大豆GsPIP1-4基因提高大豆耐旱性的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-15 15:03
野生大豆(Glycine soja L.)是栽培大豆(Glycine max L.)的祖先,原產(chǎn)于東亞,從俄羅斯東部到中國(guó)南部都有廣泛分布,這使得野生大豆具有豐富的遺傳多樣性;野生大豆在人類馴化和利用的過(guò)程中,丟失了很多野生大豆的有利性狀,尤其是與生物脅迫和非生物脅迫抗性相關(guān)的基因。而栽培大豆作為一種重要的糧食和油料作物,在生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到多種逆境脅迫導(dǎo)致減產(chǎn),因此研究野生大豆中具有抗逆功能的基因?qū)τ谔岣叽蠖鼓兔{迫能力具有重要意義。GsPIP1-4是水通道蛋白家族基因,與水分轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān),本研究通過(guò)克隆野生大豆GsPIP1-4基因,并采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將其轉(zhuǎn)入栽培大豆轉(zhuǎn)基因受體天隆一號(hào)中,研究水培條件下PEG模擬干旱和溫室盆栽干旱GsPIP1-4基因?qū)Υ蠖股砗蜕匦缘挠绊�。主要研究結(jié)果如下:1.GsPIP1-4基因的克隆與生物信息學(xué)分析。以GsPIP1-4基因CDS序列兩端添加X(jué)ba1位點(diǎn)設(shè)計(jì)引物,經(jīng)測(cè)序后BLAST比對(duì)驗(yàn)證,成功在野生大豆中克隆出該基因完整CDS序列;將GsPIP1-4基因與擬南芥、水稻、茶樹(shù)等PIP1-4基因通過(guò)生物信息學(xué)分析同源性多序列比對(duì)及系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)(圖2...
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
縮略詞表
摘要
Abstract
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 植物耐旱機(jī)制
1.2 水通道蛋白的分類
1.3 水通道蛋白分子結(jié)構(gòu)
1.4 水通道蛋白的功能
1.4.1 水通道蛋白與植物葉片、根系中的水分運(yùn)輸
1.4.2 水通道蛋白與滲透調(diào)節(jié)
1.4.3 水通道蛋白與植物葉片氣孔運(yùn)動(dòng)及光合作用
1.4.4 水通道蛋白與植物發(fā)育
1.5 植物水通道蛋白與非生物脅迫相關(guān)的功能研究
1.5.1 植物水通道蛋白與干旱脅迫
1.5.2 植物水通道蛋白與鹽脅迫
1.5.3 植物水通道蛋白與其他脅迫
1.6 本研究的目的和意義
2 GsPIP1-4基因的克隆和生物信息學(xué)分析
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.1 野生大豆
2.2.2 試劑材料
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.3.1 野生大豆種植
2.3.2 實(shí)時(shí)定量PCR分析
2.3.3 目的基因表達(dá)模式分析
2.3.4 目的基因的克隆
2.3.5 GsPIP1-4基因生物信息學(xué)分析
2.3.6 GsPIP1-4基因亞細(xì)胞定位
2.4 結(jié)果與分析
2.4.1 GsPIP1-4基因表達(dá)模式分析
2.4.2 目的基因克隆及驗(yàn)證
2.4.3 GsPIP1-4生物信息學(xué)分析
2.4.4 GsPIP1-4基因亞細(xì)胞定位
2.5 討論
3 農(nóng)桿菌介導(dǎo)法獲得轉(zhuǎn)GsPIP1-4基因植株
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)材料
3.2.1 轉(zhuǎn)基因受體
3.2.2 載體和試劑
3.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.3.1 載體骨架片段的獲得
3.3.2 目的片段與載體骨架的連接
3.3.3 農(nóng)桿菌菌株轉(zhuǎn)化
3.3.4 表達(dá)載體p PIP1-4的PCR鑒定
3.3.5 農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆子葉節(jié)轉(zhuǎn)化
3.3.6 大豆轉(zhuǎn)基因苗的鑒定
3.3.7 大豆農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化效率統(tǒng)計(jì)
3.3.8 T1轉(zhuǎn)基因后代遺傳分析
3.3.9 轉(zhuǎn)基因后代qRT-PCR分析
3.4 結(jié)果與分析
3.4.1 目的基因載體的構(gòu)建
3.4.2 T0代轉(zhuǎn)基因植株的獲得
3.4.3 轉(zhuǎn)基因后代遺傳分析結(jié)果
3.4.4 轉(zhuǎn)基因后代植株基因表達(dá)鑒定
3.5 討論
4 GsPIP1-4基因抗旱功能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.1 大豆材料
4.2.2 試劑材料
4.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3.1 大豆土培方法
4.3.2 大豆水培方法
4.3.3 地上與地下部分鮮重和長(zhǎng)度的測(cè)量
4.3.4 氣孔形態(tài)測(cè)定
4.3.5 葉片失水速率測(cè)定
4.3.6 根系形態(tài)分析
4.3.7 光合作用相關(guān)生理指標(biāo)的分析
4.3.8 脯氨酸含量的測(cè)定
4.3.9 脯氨酸相關(guān)酶活性的測(cè)定
4.3.10 丙二醛MDA的測(cè)定
4.3.11 抗氧化酶活性測(cè)定
4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.4.1 干旱條件下轉(zhuǎn)GsPIP1-4基因材料的表型分析
4.4.2 干旱條件下轉(zhuǎn)GsPIP1-4基因材料葉片相對(duì)失水速率分析
4.4.3 干旱條件下轉(zhuǎn)GsPIP1-4基因材料的氣孔形態(tài)與光合指標(biāo)分析
4.4.4 干旱條件下轉(zhuǎn)GsPIP1-4大豆抗氧化酶活性和丙二醛含量分析
4.4.5 干旱對(duì)GsPIP1-4基因大豆對(duì)脯氨酸含量及其脯氨酸合成和分解酶活性的影響
4.4.6 超表達(dá)GsPIP1-4材料對(duì)農(nóng)藝性狀的影響
4.5 討論
5 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]野生大豆利用價(jià)值的研究進(jìn)展[J]. 王付娟,劉書(shū)含,李娟,周強(qiáng). 信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]水通道蛋白在植物抗逆中的功能及其調(diào)控機(jī)制[J]. 張麗麗,彭丹,張冀,張富春. 分子植物育種. 2017(11)
[3]農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆子葉節(jié)轉(zhuǎn)化法外植體選擇新方法[J]. 王爽,郭兵福,張麗娟,郭勇,金龍國(guó),楊慧,邱麗娟. 大豆科學(xué). 2016(05)
[4]大豆遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李艷超,趙青松,王鳳敏,陳強(qiáng),史曉蕾,楊春燕. 大豆科學(xué). 2015(01)
[5]不同大豆品種對(duì)農(nóng)桿菌EHA105和GV3101敏感性及共培養(yǎng)條件的優(yōu)化[J]. 薄路花,曹越平. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)科學(xué)版). 2015(01)
[6]大豆規(guī)模化轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系的構(gòu)建及其應(yīng)用[J]. 侯文勝,林抗雪,陳普,賈志偉,周揚(yáng),于洋,劉雁華. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(21)
[7]共培養(yǎng)條件對(duì)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化大豆子葉節(jié)的影響[J]. 李桂蘭,劉晨光,喬瀟,楊曉倩,王迪,喬亞科. 核農(nóng)學(xué)報(bào). 2014(09)
[8]干旱脅迫對(duì)栓皮櫟幼苗細(xì)根的生長(zhǎng)與生理生化指標(biāo)的影響[J]. 吳敏,張文輝,周建云,馬闖,韓文娟. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2014(15)
[9]番茄SlMIP基因參與轉(zhuǎn)基因擬南芥的滲透調(diào)節(jié)[J]. 徐娜,辛士超,強(qiáng)曉晶,于國(guó)紅,馬雪峰,程憲國(guó). 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2014(01)
[10]影響農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆子葉節(jié)遺傳轉(zhuǎn)化因素的研究[J]. 王鳳敏,李濤,王運(yùn)杰,荊慧賢,史曉蕾,張孟臣,邸銳,蔣春志. 大豆科學(xué). 2011(04)
碩士論文
[1]防止野生大豆種質(zhì)資源流失的檢驗(yàn)檢疫技術(shù)研究[D]. 趙亞津.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]東北地區(qū)野生大豆(Glycine soja)的遺傳多樣性分析[D]. 趙丹丹.山東師范大學(xué) 2018
[3]三個(gè)大豆質(zhì)膜內(nèi)在蛋白(PIP)的表達(dá)調(diào)控及功能研究[D]. 劉瑞芳.浙江大學(xué) 2015
[4]抗胞囊線蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因大豆種質(zhì)創(chuàng)新研究[D]. 李紅艷.浙江大學(xué) 2013
[5]農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆胚尖轉(zhuǎn)化體系的優(yōu)化及Sporamin和Chitinase KDEL轉(zhuǎn)化后代分析[D]. 盧濤.浙江大學(xué) 2012
本文編號(hào):3691521
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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摘要
Abstract
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 植物耐旱機(jī)制
1.2 水通道蛋白的分類
1.3 水通道蛋白分子結(jié)構(gòu)
1.4 水通道蛋白的功能
1.4.1 水通道蛋白與植物葉片、根系中的水分運(yùn)輸
1.4.2 水通道蛋白與滲透調(diào)節(jié)
1.4.3 水通道蛋白與植物葉片氣孔運(yùn)動(dòng)及光合作用
1.4.4 水通道蛋白與植物發(fā)育
1.5 植物水通道蛋白與非生物脅迫相關(guān)的功能研究
1.5.1 植物水通道蛋白與干旱脅迫
1.5.2 植物水通道蛋白與鹽脅迫
1.5.3 植物水通道蛋白與其他脅迫
1.6 本研究的目的和意義
2 GsPIP1-4基因的克隆和生物信息學(xué)分析
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.1 野生大豆
2.2.2 試劑材料
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.3.1 野生大豆種植
2.3.2 實(shí)時(shí)定量PCR分析
2.3.3 目的基因表達(dá)模式分析
2.3.4 目的基因的克隆
2.3.5 GsPIP1-4基因生物信息學(xué)分析
2.3.6 GsPIP1-4基因亞細(xì)胞定位
2.4 結(jié)果與分析
2.4.1 GsPIP1-4基因表達(dá)模式分析
2.4.2 目的基因克隆及驗(yàn)證
2.4.3 GsPIP1-4生物信息學(xué)分析
2.4.4 GsPIP1-4基因亞細(xì)胞定位
2.5 討論
3 農(nóng)桿菌介導(dǎo)法獲得轉(zhuǎn)GsPIP1-4基因植株
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)材料
3.2.1 轉(zhuǎn)基因受體
3.2.2 載體和試劑
3.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.3.1 載體骨架片段的獲得
3.3.2 目的片段與載體骨架的連接
3.3.3 農(nóng)桿菌菌株轉(zhuǎn)化
3.3.4 表達(dá)載體p PIP1-4的PCR鑒定
3.3.5 農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆子葉節(jié)轉(zhuǎn)化
3.3.6 大豆轉(zhuǎn)基因苗的鑒定
3.3.7 大豆農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化效率統(tǒng)計(jì)
3.3.8 T1轉(zhuǎn)基因后代遺傳分析
3.3.9 轉(zhuǎn)基因后代qRT-PCR分析
3.4 結(jié)果與分析
3.4.1 目的基因載體的構(gòu)建
3.4.2 T0代轉(zhuǎn)基因植株的獲得
3.4.3 轉(zhuǎn)基因后代遺傳分析結(jié)果
3.4.4 轉(zhuǎn)基因后代植株基因表達(dá)鑒定
3.5 討論
4 GsPIP1-4基因抗旱功能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.1 大豆材料
4.2.2 試劑材料
4.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3.1 大豆土培方法
4.3.2 大豆水培方法
4.3.3 地上與地下部分鮮重和長(zhǎng)度的測(cè)量
4.3.4 氣孔形態(tài)測(cè)定
4.3.5 葉片失水速率測(cè)定
4.3.6 根系形態(tài)分析
4.3.7 光合作用相關(guān)生理指標(biāo)的分析
4.3.8 脯氨酸含量的測(cè)定
4.3.9 脯氨酸相關(guān)酶活性的測(cè)定
4.3.10 丙二醛MDA的測(cè)定
4.3.11 抗氧化酶活性測(cè)定
4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.4.1 干旱條件下轉(zhuǎn)GsPIP1-4基因材料的表型分析
4.4.2 干旱條件下轉(zhuǎn)GsPIP1-4基因材料葉片相對(duì)失水速率分析
4.4.3 干旱條件下轉(zhuǎn)GsPIP1-4基因材料的氣孔形態(tài)與光合指標(biāo)分析
4.4.4 干旱條件下轉(zhuǎn)GsPIP1-4大豆抗氧化酶活性和丙二醛含量分析
4.4.5 干旱對(duì)GsPIP1-4基因大豆對(duì)脯氨酸含量及其脯氨酸合成和分解酶活性的影響
4.4.6 超表達(dá)GsPIP1-4材料對(duì)農(nóng)藝性狀的影響
4.5 討論
5 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]野生大豆利用價(jià)值的研究進(jìn)展[J]. 王付娟,劉書(shū)含,李娟,周強(qiáng). 信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]水通道蛋白在植物抗逆中的功能及其調(diào)控機(jī)制[J]. 張麗麗,彭丹,張冀,張富春. 分子植物育種. 2017(11)
[3]農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆子葉節(jié)轉(zhuǎn)化法外植體選擇新方法[J]. 王爽,郭兵福,張麗娟,郭勇,金龍國(guó),楊慧,邱麗娟. 大豆科學(xué). 2016(05)
[4]大豆遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李艷超,趙青松,王鳳敏,陳強(qiáng),史曉蕾,楊春燕. 大豆科學(xué). 2015(01)
[5]不同大豆品種對(duì)農(nóng)桿菌EHA105和GV3101敏感性及共培養(yǎng)條件的優(yōu)化[J]. 薄路花,曹越平. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)科學(xué)版). 2015(01)
[6]大豆規(guī)模化轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系的構(gòu)建及其應(yīng)用[J]. 侯文勝,林抗雪,陳普,賈志偉,周揚(yáng),于洋,劉雁華. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(21)
[7]共培養(yǎng)條件對(duì)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化大豆子葉節(jié)的影響[J]. 李桂蘭,劉晨光,喬瀟,楊曉倩,王迪,喬亞科. 核農(nóng)學(xué)報(bào). 2014(09)
[8]干旱脅迫對(duì)栓皮櫟幼苗細(xì)根的生長(zhǎng)與生理生化指標(biāo)的影響[J]. 吳敏,張文輝,周建云,馬闖,韓文娟. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2014(15)
[9]番茄SlMIP基因參與轉(zhuǎn)基因擬南芥的滲透調(diào)節(jié)[J]. 徐娜,辛士超,強(qiáng)曉晶,于國(guó)紅,馬雪峰,程憲國(guó). 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2014(01)
[10]影響農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆子葉節(jié)遺傳轉(zhuǎn)化因素的研究[J]. 王鳳敏,李濤,王運(yùn)杰,荊慧賢,史曉蕾,張孟臣,邸銳,蔣春志. 大豆科學(xué). 2011(04)
碩士論文
[1]防止野生大豆種質(zhì)資源流失的檢驗(yàn)檢疫技術(shù)研究[D]. 趙亞津.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]東北地區(qū)野生大豆(Glycine soja)的遺傳多樣性分析[D]. 趙丹丹.山東師范大學(xué) 2018
[3]三個(gè)大豆質(zhì)膜內(nèi)在蛋白(PIP)的表達(dá)調(diào)控及功能研究[D]. 劉瑞芳.浙江大學(xué) 2015
[4]抗胞囊線蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因大豆種質(zhì)創(chuàng)新研究[D]. 李紅艷.浙江大學(xué) 2013
[5]農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆胚尖轉(zhuǎn)化體系的優(yōu)化及Sporamin和Chitinase KDEL轉(zhuǎn)化后代分析[D]. 盧濤.浙江大學(xué) 2012
本文編號(hào):3691521
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