通过过表达γ-TMT基因提高小麦维生素E含量及小麦DREB转录因子基因家族的鉴定
发布时间：2020-08-13 15:29
【摘要】：小麦是当今世界重要的粮食作物,为人类生活提供必要的营养物质。在本研究以小麦为研究对象,围绕品质育种和小麦非生物逆境抗性基因筛选两个大方向进行了研究。第一,利用基因工程手段,提高小麦中维生素E的含量和组成,从而提高小麦中维生素E的活性,为小麦的品质育种提供新的思路。第二,利用生物信息学手段,在全基因组范围内,鉴定小麦DREB(dehydration responsive element binding protein,脱水响应元件结合蛋白)转录因子家族,分析家族成员的基因和蛋白质特性,并为小麦中抗热基因的发掘和利用提供重要的线索。本研究取得的主要结果如下:1、γ-TMT基因产物可以将植物中生物活性较低的γ生育酚转变为拥有更高生物学活性的α生育酚。本研究中,我们从小麦品种科农199(KN199)中克隆到了γ-TMT基因,并构建了由玉米来源的Ubi启动子驱动的过表达载体(pUbi-TMT),玉米来源的Ubi启动子可以在植物任意组织起始基因的转录。通过基因枪法,转化小麦幼胚愈伤组织,经过组织培养诱导分化为完整的小麦植株。采用PCR法鉴定转基因小麦,结果表明,正常生长结实的22株转化苗中,有13株转基因阳性苗。转化率为59%。2、DREB转录因子是植物中最重要的基因家族之一,在调控植物生长发育和对多种胁迫的响应中起着至关重要的作用。虽然DREB转录因子家族在许多植物中已被详细研究分析过,但对小麦中这个家族却知之甚少,特别是那些参与逆境调控的基因。在这项研究中,我们进行了全面的全基因组范围搜索以鉴定小麦中的DREB基因家族,共获得了204个TaDREB基因。利用系统发育分析将其分为六个亚组,并进一步进行了染色体定位,基因结构和保守蛋白基序以及基因复制事件分析,系统研究了这些TaDREB基因的进化特征。此外,基于同源性分析的方法,我们构建了TaDREB与其它小麦基因之间的调控网络,鉴定到13个参与网络调控的小麦DREB基因,并确定了179对互作关系。通过分析现有的RNA-seq数据,我们研究了TaDREB在不同组织和不同逆境胁迫下的表达情况,并鉴定到11个组织特异表达和多个逆境响应DREB基因。最后我们选取5个DREB基因,通过荧光定量PCR的方法验证了它们在热胁迫处理条件下的表达,结果证实这些DREB基因均能对热胁迫产生响应。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1
【图文】：
第一章 文献综述 第一章 文献综述1.1 维生素 E 研究进展1.1.1 维生素 E 的组成维生素 E 是一种重要的具有抗氧化作用的脂溶性维生素，共有八种分成，分别为：α生育酚，β生育酚，γ生育酚，δ生育酚，α三烯生育酚，β三烯生育酚，γ三烯生育酚，三烯生育酚（图 1-1）。它们的区别主要在侧链饱和程度以及芳香环上甲基位置和数目的不同。这八种成分中，α生育酚是自然界中分布最广泛含量最丰富的维生素 E 形式。其生物学活性是其它 7 种成分的 2 到 30 倍，其余的 7 种成分中又以β-生育酚和α-三烯生育酚的活性相对较高，分别为α生育酚活性的 25-50%和 21-50%。
图 2-1 载体构建原理Figure 2-1 vector Construction Principle计表 2-7 PCR 引物Table 2-7 PCR primer引物 序列（5’-3’）MT-up GTGTTACTTCTGCAGATGGCAAACTCCGCCT-down GGGAAATTCGAGCTCCCTATTCTACACTGGGCctor-up GAGCTCGAATTTCCCCGATCtor-down CTGCAGAAGTAACACCAAACAACAGT 基因的扩增到 T 在载体上的γ-TMT 基因为模板，采用两步 PCR 的方法扩增bp 重叠序列的γ-TMT 基因表 2-8 PCR 反应体系
图 3-1 γ-TMT 基因过表达载体Figure 3-1 γ-TMT Gene Overexpression Vector基因枪转化苗的获得用基因枪轰击法将 pUbi-TMT 重组过表达质粒转化科农 199（KN199）幼，经过诱导出芽和诱导生根，总共得到 29 株试管苗。将试管苗移栽到花化之后在温室培养直至成熟，最终成活 24 株，分别编号为 TMT-1 到 TM 22 株生长状态正常并结实。0 代阳性苗的 PCR 鉴定据 2.5.2.2 中所述方法，在 12 对鉴定转基因阳性苗的引物中，引物 11 的效化株小麦叶片的 DNA，并使用 11 号引物鉴定阳性苗，在 22 株正常生长4 号、15 号转化株未能正常结实，所以没有进行阳性苗鉴定），共鉴定到，PCR 鉴定结果如下图所示
本文编号：2792186
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1
【图文】：
第一章 文献综述 第一章 文献综述1.1 维生素 E 研究进展1.1.1 维生素 E 的组成维生素 E 是一种重要的具有抗氧化作用的脂溶性维生素，共有八种分成，分别为：α生育酚，β生育酚，γ生育酚，δ生育酚，α三烯生育酚，β三烯生育酚，γ三烯生育酚，三烯生育酚（图 1-1）。它们的区别主要在侧链饱和程度以及芳香环上甲基位置和数目的不同。这八种成分中，α生育酚是自然界中分布最广泛含量最丰富的维生素 E 形式。其生物学活性是其它 7 种成分的 2 到 30 倍，其余的 7 种成分中又以β-生育酚和α-三烯生育酚的活性相对较高，分别为α生育酚活性的 25-50%和 21-50%。
图 2-1 载体构建原理Figure 2-1 vector Construction Principle计表 2-7 PCR 引物Table 2-7 PCR primer引物 序列（5’-3’）MT-up GTGTTACTTCTGCAGATGGCAAACTCCGCCT-down GGGAAATTCGAGCTCCCTATTCTACACTGGGCctor-up GAGCTCGAATTTCCCCGATCtor-down CTGCAGAAGTAACACCAAACAACAGT 基因的扩增到 T 在载体上的γ-TMT 基因为模板，采用两步 PCR 的方法扩增bp 重叠序列的γ-TMT 基因表 2-8 PCR 反应体系
图 3-1 γ-TMT 基因过表达载体Figure 3-1 γ-TMT Gene Overexpression Vector基因枪转化苗的获得用基因枪轰击法将 pUbi-TMT 重组过表达质粒转化科农 199（KN199）幼，经过诱导出芽和诱导生根，总共得到 29 株试管苗。将试管苗移栽到花化之后在温室培养直至成熟，最终成活 24 株，分别编号为 TMT-1 到 TM 22 株生长状态正常并结实。0 代阳性苗的 PCR 鉴定据 2.5.2.2 中所述方法，在 12 对鉴定转基因阳性苗的引物中，引物 11 的效化株小麦叶片的 DNA，并使用 11 号引物鉴定阳性苗，在 22 株正常生长4 号、15 号转化株未能正常结实，所以没有进行阳性苗鉴定），共鉴定到，PCR 鉴定结果如下图所示
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 邹礼平;;玉米γ-生育酚甲基转移酶基因的克隆与分析[J];安徽农业科学;2011年33期
2 胡英考;孟宪萍;李雅轩;蔡民华;;大豆γ-生育酚甲基转移酶基因的克隆与表达分析[J];大豆科学;2011年02期
3 陈明训;王中;蒋立希;;甘蓝型油菜γ-TMT基因的克隆及其植物表达载体的构建[J];生物技术通报;2009年10期
本文编号：2792186
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/2792186.html
最近更新
教材专著
