植物激素參與調(diào)控植物的生長發(fā)育。植物甾醇類激素,包括植物甾醇和油菜素內(nèi)酯(Brassinosteoids,BRs)。油菜素內(nèi)酯作為一種重要的植物激素,參與了許多生物過程的調(diào)控。油菜素內(nèi)酯合成途徑中的限速酶C-22羥化酶DWF4(CYP90B1),通過調(diào)控植物內(nèi)源油菜素內(nèi)酯的水平,影響植物農(nóng)藝性狀的發(fā)育。玉米(Zea mays L.)是重要的糧食、飼料作物,也是我國第一大作物。本實驗室前期利用農(nóng)桿菌介導的基因轉(zhuǎn)化技術,獲得了3個穩(wěn)定的過表達ZmDWF4的轉(zhuǎn)基因株系L100、L166、L225。本研究在此基礎上,利用這3個農(nóng)藝性狀優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因株系配制了27個雜交組合,分析了ZmDWF4基因過表達對玉米雜交種產(chǎn)量的影響。研究結果和結論如下:(1)通過Western Blotting和激素測定,進一步證實了過表達轉(zhuǎn)基因株系中目的基因得到了高水平表達。(2)過表達ZmDWF4能夠促進種子發(fā)育,轉(zhuǎn)基因株系的籽粒變大,穗粒數(shù)增加,粒重增加,單穗產(chǎn)量提高。果穗的穗粒數(shù)增加顯著,平均上升了15%。單穗重量增加顯著,轉(zhuǎn)基因株系L100、L166及L225相比野生型產(chǎn)量分別增加了41.6%、20%及11%。...

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【學位級別】：碩士

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中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 油菜素內(nèi)酯的研究進展
        1.1.1 油菜素內(nèi)酯的生物合成途徑
        1.1.2 油菜素內(nèi)酯的生物合成中的關鍵基因
            1.1.2.1 DET2,5α-還原酶
            1.1.2.2 CPD,C-3 氧化酶
            1.1.2.3 CYP90C1和CYP90D1,C-23 羥化酶
            1.1.2.3 D2、D11和BRD1
            1.1.2.4 DDWF1,C-2 羥化酶
        1.1.3 油菜素內(nèi)酯的信號轉(zhuǎn)導途徑
            1.1.3.1 油菜素內(nèi)酯信號通路上游受體蛋白BRI1
            1.1.3.2 油菜素內(nèi)酯的信號通路中下游負調(diào)控蛋白BIN2
            1.1.3.3 油菜素內(nèi)酯的信號通路下游轉(zhuǎn)錄因子BES1和BZR1
            1.1.3.4 BES1和BZR1 調(diào)控的基因表達的調(diào)控網(wǎng)絡及機制
        1.1.4 油菜素內(nèi)酯對植物生長發(fā)育的影響
            1.1.4.1 油菜素內(nèi)酯對植物營養(yǎng)生長的影響
            1.1.4.2 油菜素內(nèi)酯對植物生殖生長的影響
    1.2 油菜素內(nèi)酯對玉米形態(tài)建成的影響
        1.2.1 BRI1 對玉米形態(tài)建成的影響
        1.2.2 BRD1 對玉米形態(tài)建成的影響
        1.2.3 NA2 對玉米形態(tài)建成的影響
    1.3 油菜素內(nèi)酯合成基因DWF4
        1.3.1 ZmDWF4 的分子生物學特征
        1.3.2 ZmDWF4 是擬南芥DWF4 的同源蛋白
        1.3.3 過表達DWF4 基因的轉(zhuǎn)基因植株
    1.4 玉米轉(zhuǎn)基因育種
        1.4.1 玉米基因轉(zhuǎn)化的方法
            1.4.1.1 基因槍介導的玉米基因轉(zhuǎn)化
            1.4.1.2 農(nóng)桿菌介導的玉米基因轉(zhuǎn)化
    1.5 本研究的目的和意義
2 材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌株、質(zhì)粒
        2.1.3 酶及生化試劑
    2.2 方法
        2.2.1 定量分析目的基因表達量
            2.2.1.1 RNA的提取和純化
            2.2.1.2 實時定量PCR分析
        2.2.2 轉(zhuǎn)基因植株目的蛋白的Western Blotting
            2.2.2.1 植物目的蛋白的提取
            2.2.2.2 植物目的蛋白的定量
            2.2.2.3 SDS-PAG電泳
        2.2.3玉米根系氮素吸收實驗
        2.2.4 轉(zhuǎn)基因植株油菜素內(nèi)酯的測定
        2.2.5 轉(zhuǎn)基因植株性狀分析
3 結果與分析
    3.1 ZmDWF4 轉(zhuǎn)基因植株的分子檢測
    3.2 過表達ZmDWF4 提高自交系產(chǎn)量
    3.3 過表達ZmDWF4 促進根系對硝態(tài)氮的吸收
        3.3.1 過表達ZmDWF4 促進根系對硝態(tài)氮的吸收
        3.3.2 過表達ZmDWF4 促進氮響應基因的表達
        3.3.3 過表達ZmDWF4 促進氮轉(zhuǎn)運基因的表達
    3.4 過表達ZmDWF4 能改變玉米的農(nóng)藝性狀
    3.5 過表達ZmDWF4 葉片轉(zhuǎn)錄組測序分析
        3.5.1 過表達ZmDWF4 轉(zhuǎn)基因株系的差異表達基因表達模式的驗證
        3.5.2 過表達ZmDWF4 轉(zhuǎn)基因株系的差異表達基因的鑒定和功能分類
    3.6 過表達ZmDWF4 種子轉(zhuǎn)錄組分析
        3.6.1 過表達ZmDWF4 轉(zhuǎn)基因種子的轉(zhuǎn)錄組分析
        3.6.2 過表達ZmDWF4 轉(zhuǎn)基因株系的差異表達基因表達模式的驗證
        3.6.3 過表達ZmDWF4 轉(zhuǎn)基因株系的差異表達基因的鑒定和功能分類分析
        3.6.4 過表達ZmDWF4 轉(zhuǎn)基因株系的差異表達基因在細胞代謝中的分析
    3.7 過表達ZmDWF4 增加雜交種產(chǎn)量
        3.7.1 過表達ZmDWF4 提高雜交種產(chǎn)量
        3.7.2 過表達ZmDWF4 改善雜交種農(nóng)藝性狀
4 討論
    4.1 油菜素內(nèi)酯促進植株的生長
    4.2 油菜素內(nèi)酯促進葉片的發(fā)育
    4.3 油菜素內(nèi)酯促進種子的發(fā)育
    4.4 油菜素內(nèi)酯促進雜交優(yōu)勢提高雜交種產(chǎn)量
5 結論
參考文獻
致謝
附錄
攻讀學位期間發(fā)表的論文及成果



本文編號：3833740