丹参WD40基因家族鉴定及SmWD40-170基因功能研究

发布时间：2021-05-10 02:29

　　丹参（Salvia20miltiorrhiza20Bunge）的根是我国大宗药材,广泛应用于心脑血管疾病的治疗。丹参的次生代谢产物丹参酮、隐丹参酮、迷迭香酸、丹酚酸B等是其主要的药用活性成分。植物的次生代谢产物是抵抗外界不利环境的重要物质,也是主要的药用活性成分,因此次生代谢产物的积累与其生长环境条件需求方面存在矛盾,这是药用植物种植与其药用成分开发利用的难题。已有研究表明WD40/MYB/bHLH转录因子复合体调控多个参与次生代谢酶基因的表达,以此来影响次生代谢产物的积累,其中WD40蛋白作为一个骨架蛋白,在转录因子复合体中承担着“脚手架”的作用,并且有研究报道WD40蛋白在植物的抗逆,特别是抗旱响应中发挥重要作用。本研究基于丹参全基因组数据过对丹参WD40基因家族进行筛选,找到响应干旱胁迫的基因Sm20WD40-12070,通过对该基因的调控探索其响应干旱的机制,以及对丹参生长、次生代谢产物合成和积累的影响。主要研究内容及结果如下:1.基于丹参全基因组数据库,共鉴定出225条Sm20WD40基因。通过系统发育分析将所有SmWD40分成了209个亚家族,根据其结构域被分为17个亚家族... 

【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：126 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 丹参研究概况
        1.1.1 丹参的药用成分及其生物合成途径
        1.1.2 丹参主要次生代谢产物的调控机制
        1.1.3 丹参基因组学研究
    1.2 植物体中WD40蛋白家族的研究进展
        1.2.1 WD40蛋白结构特点
        1.2.2 WD40蛋白在植物体中的功能
    1.3 本研究的目的及意义
第2章 丹参WD40基因家族成员鉴定及表达模式分析
    2.1 丹参WD40基因家族生物信息学分析
        2.1.1 丹参WD40基因家族的鉴定
        2.1.2 丹参WD40基因家族成员的生物信息学分析
    2.2 丹参WD40基因家族的表达模式分析
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 试剂和药品
        2.2.3 实验仪器
        2.2.4 实验方法
            2.2.4.1 RNA提取和质量检测
            2.2.4.2 丹参cDNA合成
        2.2.5 实时荧光定量PCR
    2.3 结果与分析
        2.3.1 丹参WD40基因家族的鉴定结果
        2.3.2 丹参WD40基因家族蛋白系统发育和结构域分析
        2.3.3 丹参WD40基因家族结构分析
        2.3.4 丹参WD40蛋白家族保守基序分析
        2.3.5 丹参WD40蛋白家族成员GO注释
        2.3.6 丹参WD40基因家族成员启动子顺式作用元件分析
        2.3.7 丹参WD40基因家族成员在根、茎、叶、花不同组织部位的表达模式分析
        2.3.8 丹参WD40基因家族具有响应干旱元件成员在脱水处理下的表达模式分析
    2.4 讨论
第3章 SmWD40-170基因的克隆、表达模式分析及亚细胞定位分析
    3.1 SmWD40-170基因的克隆
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 载体和菌株
        3.1.3 试剂和药品
        3.1.4 实验仪器
        3.1.5 实验方法
        3.1.6 SmWD40-170基因的生物信息学分析
    3.2 SmWD40-170基因表达模式分析
    3.3 SmWD40-170蛋白亚细胞定位分析
        3.3.1 实验材料
        3.3.2 菌株与载体
        3.3.3 实验仪器
        3.3.4 实验方法
    3.4 实验结果与分析
        3.4.1 SmWD40-170基因全长的克隆
        3.4.2 SmWD40-170基因的表达模式分析
        3.4.3 SmWD40-170蛋白的亚细胞定位实验结果
    3.5 讨论
第4章 SmWD40-170过表达和干涉转基因株系的获得和验证
    4.1 SmWD40-170过表达和干涉载体的构建
        4.1.1 实验试剂和载体
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 SmWD40-170过表达载体的构建
        4.1.4 SmWD40-170干涉载体的构建
    4.2 根癌农杆菌介导的叶盘转化法转化丹参
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验试剂和培养基的制备
        4.2.3 将过表达和干涉载体转入农杆菌EHA105
        4.2.4 阳性农杆菌菌株的鉴定和培养
        4.2.5 根癌农杆菌介导的叶盘转化法转化丹参
    4.3 SmWD40-170过表达和干涉株系的分子验证
        4.3.1 SmWD40-170过表达和干涉株系DNA水平验证
        4.3.2 SwWD40-170过表达和干涉株系RNA水平验证
    4.4 实验结果及分析
        4.4.1 SmWD40-170过表达和干涉载体的构建及验证
        4.4.2 SmWD40-170过表达载体和干涉载体转化农杆菌EHA105感受态细胞的阳性克隆鉴定
        4.4.3 SmWD40-170过表达和干涉株系DNA分子水平和RNA转录水平的检验
    4.5 小结
第5章 SmWD40-170基因对于丹参抗旱的调控研究
    5.1 实验材料
    5.2 实验试剂
    5.3 实验仪器
    5.4 实验方法和步骤
        5.4.1 丹参表皮条的撕取
        5.4.2 外源ABA和H_2O_2处理丹参叶片
        5.4.3 脱水处理下SmWD40-170过表达和干涉株系失水率和气孔开度的测定
    5.5 实验结果与分析
        5.5.1 外源ABA和H202处理对SmWD40-170过表达和干涉株系气孔开度的影响
        5.5.2 脱水处理下SmWD40-170过表达和干涉株系脱水率及气孔开度的测定结果
    5.6 讨论
第6章 SmWD40-170基因对丹参次生代谢产物的调控研究
    6.1 实验材料准备
    6.2 实验试剂和药品
    6.3 实验仪器
    6.4 实验方法和步骤
        6.4.1 SmWD40-170过表达和干涉株系中总酚酸、总黄酮含量的测定
        6.4.2 SmWD40-170过表达和干涉株系中酚酸类和丹参酮合类活性成分LC/MS检测
        6.4.3 SmWD40-170过表达和干涉株系酚酸类和丹参酮类合成途径关键酶基因表达结果
    6.5 实验结果与分析
        6.5.1 SmWD40-170过表达和干涉株系的形态学差异
        6.5.2 SmWD40-170过表达和干涉株系总酚酸和总黄酮含量测定结果
        6.5.3 SmWD40-170过表达和干涉株系中酚酸类和丹参酮合类活性成分LC/MS检测结果
        6.5.4 SmWD40-170过表达和干涉株系酚酸类和丹参酮类合成途径关键酶基因表达结果
    6.6 讨论
第7章 结论与展望
    7.1 研究结论
    7.2 展望
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]丹参SmTTG1基因的克隆[J]. 邝静,郭超,刘美杰,冷晓红,王喆之.  生物化工. 2017(02)
[2]丹参法呢基焦磷酸合酶基因（SmFPPS1）的表达模式[J]. 周露,化文平,杨滢,王喆之,李翠芹.  陕西师范大学学报(自然科学版). 2013(02)
[3]花青素合成中的WD40蛋白[J]. 闵远琴,闫海芳,李玉花.  植物生理学通讯. 2010(09)
[4]丹参药理作用的研究进展[J]. 赵焱.  内蒙古中医药. 2008(11)
[5]丹参、黄花鼠尾和雪山鼠尾染色体数目的研究[J]. 赵红霞,张利,凡星,杨瑞武,丁春邦,周永红.  中国中药杂志. 2006(22)

硕士论文
[1]丹参毛状根中酚酸类和酮类成分合成途径中bHLH和WD40转录因子的调控[D]. 邢丙聪.浙江理工大学 2015
[2]拟南芥WD-40重复蛋白AtARCA和AtAGB1对干旱胁迫信号响应机理的研究[D]. 闫诚.扬州大学 2005



本文编号：3178500