小麦TaHDA19基因对高温胁迫响应的初步研究

发布时间：2021-03-17 15:39

　　小麦（Triticum aestivum L,2n=6x=42,AABBDD）为异源六倍体,基因组非常庞大,这为小麦研究工作带来许多困难,也使小麦研究较其他作物相对滞后一些。在小麦中关于组蛋白修饰的功能研究并不多,组蛋白去乙酰化酶基因家族（HDACs）在小麦中的功能研究也很少,而在其他植物的研究报道中,组蛋白去乙酰化酶在植物的生长、抗逆等方面有着重要的意义。在本研究中,我们筛选了一个小麦HDACs基因,并命名为TaHDA19,以小麦科农199为实验材料,通过相关实验,研究TaHDA19基因在小麦非生物胁迫中的作用,主要研究结果如下:1.根据Ensemble plant、NCBI等数据库,采用生物信息学分析方法,获得了基因、蛋白序列,基因全长为1560bp、519个氨基酸。筛选了拟南芥、大麦和粗山羊草共7个同源蛋白序列,进行多序列比对发现,蛋白序列都含有HDACs家族典型的结构域。进化关系的分析表明,该基因与拟南芥AtHDA19同源性高,且都是RPD3/HDA1亚家族成员,所以命名为TaHDA19。另外,启动子区的顺式元件分析表明,TaHDA19启动子区含有多个响应元件,如光响应元件（I... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 表观遗传学
    1.2 组蛋白修饰
    1.3 组蛋白去乙酰化酶
    1.4 组蛋白去乙酰化酶的不同表达
        1.4.1 HDACs在不同组织中的表达
        1.4.2 HDACs在不同胁迫中的表达
    1.5 组蛋白去乙酰化酶的功能
        1.5.1 HDACs在植物生长过程中的作用
        1.5.2 HDACs在植物非生物胁迫中的作用
    1.6 小麦遗传转化
    1.7 高温对植物生理影响
        1.7.1 细胞膜系统
        1.7.2 抗氧化系统
        1.7.3 渗透调节物质
        1.7.4 光合作用
    1.8 研究的目的和意义及技术路线图
        1.8.1 研究的目的和意义
        1.8.2 研究技术路线图
第二章 小麦基因表达及生物信息学分析
    2.1 实验材料及处理
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 处理方法
    2.2 基因表达分析方法
        2.2.1 总RNA提取（Trizol法）
        2.2.2 反转录c DNA
        2.2.3 qRT-PCR
    2.3 生物信息学分析方法
    2.4 结果与分析
        2.4.1 小麦基因的热胁迫表达分析
        2.4.2 Ta HDA19基因结构分析及理化性质
        2.4.3 TaHDA19 基因编码蛋白结构域和亚细胞定位预测
        2.4.4 TaHDA19 基因编码蛋白多重序列比对
        2.4.5 TaHDA19 系统进化树
        2.4.6 TaHDA19 启动子顺式作用元件分析
        2.4.7 TaHDA19 在不同组织中的表达分析
        2.4.8 TaHDA19 在不同胁迫处理下的表达模式
第三章 小麦TaHDA19 基因过表达载体的构建及转化
    3.1 植物、质粒材料
    3.2 小麦TaHDA19 基因克隆方法
        3.2.1 小麦TaHDA19 基因PCR扩增
        3.2.2 凝胶电泳及条带的回收
        3.2.3 目的片段加A
        3.2.4 目的片段与T载体的连接
        3.2.5 大肠杆菌感受态细胞转化
        3.2.6 提取重组质粒及鉴定
    3.3 小麦TaHDA19 基因过表达载体的构建
        3.3.1 目的片段的扩增
        3.3.2 线性化载体的扩增
        3.3.3 目的片段和Ubi线性化载体一步克隆连接
        3.3.4 大肠杆菌转化
        3.3.5 阳性克隆的鉴定
    3.4 转基因苗的获得方法及阳性鉴定
        3.4.1 DNA包裹金粉微弹颗粒的制备
        3.4.2 小麦幼胚剥离及愈伤组织
        3.4.3 基因枪轰击操作
        3.4.4 愈伤组织培养
        3.4.5 转基因阳性苗的种植
        3.4.6 转基因阳性苗的鉴定
    3.5 结果与分析
        3.5.1 小麦TaHDA19 基因克隆
        3.5.2 小麦TaHDA19 基因过表达载体的构建
        3.5.3 小麦TaHDA19 基因转基因植株的获得
        3.5.4 小麦TaHDA19 基因转基因阳性苗的鉴定
        3.5.5 小麦TaHDA19 基因转基因阳性苗的表型
第四章 小麦TaHDA19 基因功能分析
    4.1 材料
    4.2 方法
        4.2.1 高温胁迫处理
        4.2.2 相关生理指标的测定
    4.3 结果与分析
        4.3.1 高温胁迫处理小麦表型变化
1代转基因小麦叶绿素相对含量的影响">        4.3.2 高温胁迫对T₁代转基因小麦叶绿素相对含量的影响
1代转基因小麦相对电导率的影响">        4.3.3 高温胁迫对T₁代转基因小麦相对电导率的影响
1代转基因小麦MDA含量的影响">        4.3.4 高温胁迫对T₁代转基因小麦MDA含量的影响
1代转基因小麦脯氨酸含量的影响">        4.3.5 高温胁迫对T₁代转基因小麦脯氨酸含量的影响
第五章 讨论
    5.1 小麦TaHDA19 基因的生物信息学分析
    5.2 小麦TaHDA19 基因的表达分析
1代转基因小麦的生理影响">    5.3 高温胁迫对T₁代转基因小麦的生理影响
第六章 结论
参考文献
附录
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]普通小麦DREB基因家族的全基因组鉴定及热胁迫下的表达模式分析[J]. 田文,郭启平,李梓彰,丁宁,张珊,闻珊珊.  麦类作物学报. 2018(10)
[2]小麦TaHTAS-5A基因的克隆、表达分析及亚细胞定位[J]. 刘燕,赵毅,吕千,张丽,李立群,李学军.  麦类作物学报. 2018(10)
[3]高温胁迫下蝴蝶豆的生理响应和耐热性评价[J]. 张瑜,严琳玲,罗小燕,白昌军.  种子. 2017(11)
[4]5份野生鸭茅材料高温半致死温度与耐热性研究[J]. 蔡化,张鹤山,田宏,熊军波,陈明新,刘洋.  湖北农业科学. 2014(24)
[5]抽穗开花期高温胁迫对水稻花药、花粉粒及柱头生理特性的影响[J]. 张桂莲,张顺堂,肖浪涛,唐文帮,肖应辉,陈立云.  中国水稻科学. 2014(02)
[6]小白菜耐热性鉴定及其耐热性分析[J]. 张景云,赵晓东,万新建,熊德桃,胡新龙,缪南生.  核农学报. 2014(01)
[7]表观遗传修饰调控非生物胁迫应答提高植物抗逆性[J]. 潘丽娜.  遗传. 2013(06)
[8]4个油茶品种的半致死温度与耐热性研究[J]. 夏莹莹,叶航,马锦林,江泽鹏,何小燕.  中国农学通报. 2012(04)
[9]耐热水稻基因型的鉴定及相关生理学特征分析(英文)[J]. 周伟辉,薛大伟,张国平.  浙江大学学报(农业与生命科学版). 2012(01)
[10]高温胁迫对设施番茄和黄瓜光合特性及抗氧化酶活性的影响[J]. 朱静,杨再强,李永秀,顾礼力,张波.  北方园艺. 2012(01)

硕士论文
[1]小麦的5-甲基胞嘧啶DNA糖基化酶沉默子转化和HD2基因家族鉴定[D]. 李梓彰.西北农林科技大学 2018
[2]5-甲基胞嘧啶DNA糖基化酶的表达对大麦种子醇溶蛋白组成的影响[D]. 丁宁.西北农林科技大学 2018



本文编号：3087352