蓖麻耐盐相关基因RcGST与RcDHAR的功能研究
发布时间：2021-05-19 17:41
土壤盐碱化是影响作物生长、导致作物减产的主要非生物胁迫之一,通过基因工程手段选育耐盐作物新种质是利用和改良盐碱地的有效措施。本研究在盐胁迫下种子萌发期蛋白质组学数据中筛选出上调表达蛋白Tau与DHAR类谷胱甘肽转移酶（Glutsthione-S-transferases,GSTs）RcGST 与 RcDHAR,以通蓖5 号为材料分析苗期盐胁迫下表达特性;克隆RcGST与RcDHAR,通过根癌农杆菌介导转化拟南芥,发根农杆菌介导转化蓖麻毛状根,研究RcGST与RcDHAR功能,为研究RcGST与RcDHAR响应蓖麻盐胁迫、培育耐盐高产蓖麻新种质奠定基础。主要研究结果如下:利用qRT-PCR分析RcGST与RcDHAR盐胁下蓖麻苗期表达特性,发现二者在蓖麻根、茎、叶均有表达,表达受盐胁迫影响且具有组织表达差异性。盐胁迫下RcGST在蓖麻叶中表达量最高,茎、根次之;盐胁迫下RcDHAR在根、茎中表达量较高,在叶中表达量较低。设计特异性引物克隆Tau与DHAR类GST基因,分别命名为RcG与RcDHAR,RcGSTORF为672 bp,编码223个氨基酸残基,与巴西橡胶树等7种植物GST氨基酸...
【文章来源】：内蒙古民族大学内蒙古自治区
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
第一章 文献综述
1 土壤盐碱化及改良现状
1.1 土壤盐碱化现状
1.2 生物改良现状
2 盐胁迫对植物的影响
2.1 盐胁迫对种子萌发的影响
2.2 盐胁迫对植物膜系统的影响
2.3 盐胁迫对光合作用的影响
3 植物耐盐机制
3.1 合成渗透调节物质
3.2 离子转运
3.3 内源激素调节
3.4 清除活性氧
4 植物GSTs研究进展
4.1 发现及分类
4.2 蛋白结构
4.3 蛋白功能
4.3.1 解毒作用
4.3.2 抗氧化作用
4.3.3 配体或结合蛋白作用
5 Tau与DHAR类GST响应盐胁迫的关系
6 本研究目的及意义
第二章 RcGST功能分析
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.2 实验试剂
1.3 实验仪器
2 盐胁迫下RcGST表达分析
2.1 实验材料处理
2.2 RNA提取
2.3 RcGST荧光定量
3 RcGST克隆
3.1 cDNA第一条链合成
3.2 RcGST ORF扩增
3.3 目的片段回收
3.4 连接克隆载体
3.5 转化
3.6 蓝白斑筛选
3.7 菌液PCR鉴定
3.8 重组质粒提取及双酶切鉴定
3.9 RcGST测序
4 生物信息学分析
5 表达载体构建
5.1 质粒提取
5.2 质粒双酶切
5.3 酶切片段回收
5.4 酶切片段连接
5.5 转化
5.6 菌液PCR
5.7 质粒双酶切鉴定
6 RcGST转化拟南芥功能分析
6.1 根癌农杆菌转化
6.2 野生型拟南芥种植
6.3 拟南芥浸染
6.4 转基因拟南芥筛选及分子鉴定
7 转基因拟南芥盐胁迫表型分析
7.1 生长指标测定
7.1.1 种子萌发率测定
7.1.2 幼苗初生根长测定
7.1.3 盐胁迫下转基因拟南芥苗期表型分析
7.2 生理指标测定
7.2.1 REL测定
7.2.2 SOD活性测定
7.2.3 MDA含量测定
7.2.4 GSH、GSSG含量测定
8 转基因蓖麻毛状根盐胁迫表型分析
8.1 发根农杆菌转化
8.2 蓖麻无菌苗种植
8.3 蓖麻毛状根诱导
8.4 蓖麻毛状根培养
8.5 蓖麻毛状根DNA提取及PCR检测
8.6 转基因毛状根生理指标测定
9 结果与分析
9.1 蓖麻总RNA提取
9.2 盐胁迫下RcGST表达分析
9.3 RcGST克隆
9.4 RcGST序列分析
9.5 RcGST结构预测
9.6 表达载体构建
9.7 转化农杆菌
9.8 转基因拟南芥筛选及分子鉴定
9.9 转基因拟南芥耐盐表型分析
9.9.1 盐胁迫下生长指标分析
9.9.2 盐胁迫下转基因拟南芥生理指标
9.10 转基因毛状根耐盐性分析
9.10.1 毛状根诱导、培养及检测
9.10.2 盐胁迫下毛状根生理指标分析
第三章 RcDHAR功能分析
1 材料方法
1.1 实验材料
2 盐胁迫下RcDHAR表达分析
3 RcDHAR克隆
3.1 RcDHAR ORF扩增
3.2 目的片段回收、连接、转化、测序
4 生物信息学分析
5 表达载体构建
6 RcDHAR转化拟南芥
6.1 转化农杆菌
6.2 野生型拟南芥种植浸染
6.3 转基因拟南芥筛选及分子鉴定
7 转基因拟南芥盐胁迫表型分析
7.1 生长指标测定
7.2 生理指标测定
7.2.1 REL、MDA含量、SOD活性、GSH含量、GSSG含量测定
7.2.2 AsA含量测定
8 转基因蓖麻毛状根盐胁迫表型分析
8.1 发根农杆菌转化
8.2 蓖麻无菌苗种植
8.3 蓖麻毛状根诱导
8.4 蓖麻毛状根培养
8.5 蓖麻毛状根DNA提取及PCR检测
8.6 转基因毛状根盐胁迫实验
9 结果分析
9.1 盐胁迫下RcDHAR表达特性分析
9.2 RcDHAR克隆
9.3 RcDHAR序列分析
9.4 RcDHAR结构预测
9.5 表达载体构建
9.6 转化农杆菌
9.7 转基因拟南芥筛选及分子鉴定
9.8 转基因拟南芥表型分析
9.8.1 转基因拟南芥生长指标测定
9.8.2 生理指标分析
9.9 转基因毛状根表型分析
9.9.1 毛状根诱导、培养及检测
9.9.2 盐胁迫下转基因毛状根生理指标测定
第四章 讨论与结论
1 讨论
1.1 转RcGST提高转基因植株耐盐性
1.2 转RcDHAR提高转基因植株耐盐性
2 结论
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]向日葵3个谷胱甘肽-S-转移酶GST基因的克隆及表达模式分析[J]. 凌云鹤,李静,景兵,李春莲,肖恩时,王中华. 干旱地区农业研究. 2019(05)
[2]植物耐盐性生理与分子机制研究进展[J]. 刘云芬,彭华,王薇薇,郑佳秋,祖艳侠,吴永成,梅燚,郭军. 江苏农业科学. 2019(12)
[3]黄河三角洲盐碱地区耐盐牧草与经济作物筛选[J]. 温延臣,孔少华,赵同凯,徐久凯,林治安,李志杰. 山东农业科学. 2019(05)
[4]盐胁迫对植物叶绿素荧光影响的研究进展[J]. 方怡然,薛立. 生态科学. 2019(03)
[5]大蒜谷胱甘肽硫转移酶基因AsGST的克隆及其对盐胁迫的响应[J]. 梁志乐,尚珂含,王立辉,周瑾,王广龙,熊爱生. 核农学报. 2019(06)
[6]盐碱胁迫对红花种子萌发的影响[J]. 崔丹丹,李林林,王继龙,苏小惠,谭勇,崔国贤. 中药材. 2019(01)
[7]干旱区土壤盐分积累过程研究进展[J]. 刘丽娟,李小玉. 生态学杂志. 2019(03)
[8]山羊草谷胱甘肽S-转移酶基因家族鉴定及表达分析[J]. 马建辉,张文利,高小龙,张黛静,姜丽娜,翟延玉,邵云,李春喜. 作物杂志. 2018(05)
[9]蓖麻资源综合利用研究进展[J]. 陈明,范涛,张丽丽,代君君,赵萍,舒蕊,章玉萍. 农学学报. 2018(09)
[10]两个蓖麻品种萌发期的耐盐性与相关基因响应的差异比较[J]. 李惠根,王晓宇,杨文军,丛娇娇,张丽雪,刘栩铭,张继星. 分子植物育种. 2018(22)
博士论文
[1]寒地玉米种质资源苗期耐盐性评价与耐盐机制研究[D]. 王明泉.黑龙江八一农垦大学 2019
[2]银川平原盐碱荒地改良模式研究[D]. 孙兆军.北京林业大学 2011
硕士论文
[1]乙烯对盐胁迫下紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响及其机制的研究[D]. 王月.内蒙古大学 2019
[2]小麦脱氢抗坏血酸还原酶DHAR基因的克隆与功能分析[D]. 张珊.西北农林科技大学 2019
[3]柽柳引种评价和优良无性系选育研究[D]. 李占坡.河北科技师范学院 2018
[4]蓖麻耐盐基因RcSOS1功能分析[D]. 李平.内蒙古民族大学 2018
[5]紫花苜蓿MsGSTU8基因的克隆及其功能研究[D]. 张雪.哈尔滨师范大学 2017
[6]毛白杨脱氢抗坏血酸还原酶家族的功能分化研究[D]. 唐振鑫.北京林业大学 2013
[7]马铃薯脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）基因在番茄中超表达效应的研究[D]. 李青竹.山东农业大学 2011
[8]农杆菌介导的苹果DHAR和MDHAR基因转化苹果和番茄的研究[D]. 王平平.西北农林科技大学 2011
[9]土壤紧实胁迫对黄瓜抗坏血酸—谷胱甘肽循环及根系呼吸代谢的影响[D]. 郑俊鶱.西北农林科技大学 2011
本文编号：3196174
【文章来源】：内蒙古民族大学内蒙古自治区
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
第一章 文献综述
1 土壤盐碱化及改良现状
1.1 土壤盐碱化现状
1.2 生物改良现状
2 盐胁迫对植物的影响
2.1 盐胁迫对种子萌发的影响
2.2 盐胁迫对植物膜系统的影响
2.3 盐胁迫对光合作用的影响
3 植物耐盐机制
3.1 合成渗透调节物质
3.2 离子转运
3.3 内源激素调节
3.4 清除活性氧
4 植物GSTs研究进展
4.1 发现及分类
4.2 蛋白结构
4.3 蛋白功能
4.3.1 解毒作用
4.3.2 抗氧化作用
4.3.3 配体或结合蛋白作用
5 Tau与DHAR类GST响应盐胁迫的关系
6 本研究目的及意义
第二章 RcGST功能分析
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.2 实验试剂
1.3 实验仪器
2 盐胁迫下RcGST表达分析
2.1 实验材料处理
2.2 RNA提取
2.3 RcGST荧光定量
3 RcGST克隆
3.1 cDNA第一条链合成
3.2 RcGST ORF扩增
3.3 目的片段回收
3.4 连接克隆载体
3.5 转化
3.6 蓝白斑筛选
3.7 菌液PCR鉴定
3.8 重组质粒提取及双酶切鉴定
3.9 RcGST测序
4 生物信息学分析
5 表达载体构建
5.1 质粒提取
5.2 质粒双酶切
5.3 酶切片段回收
5.4 酶切片段连接
5.5 转化
5.6 菌液PCR
5.7 质粒双酶切鉴定
6 RcGST转化拟南芥功能分析
6.1 根癌农杆菌转化
6.2 野生型拟南芥种植
6.3 拟南芥浸染
6.4 转基因拟南芥筛选及分子鉴定
7 转基因拟南芥盐胁迫表型分析
7.1 生长指标测定
7.1.1 种子萌发率测定
7.1.2 幼苗初生根长测定
7.1.3 盐胁迫下转基因拟南芥苗期表型分析
7.2 生理指标测定
7.2.1 REL测定
7.2.2 SOD活性测定
7.2.3 MDA含量测定
7.2.4 GSH、GSSG含量测定
8 转基因蓖麻毛状根盐胁迫表型分析
8.1 发根农杆菌转化
8.2 蓖麻无菌苗种植
8.3 蓖麻毛状根诱导
8.4 蓖麻毛状根培养
8.5 蓖麻毛状根DNA提取及PCR检测
8.6 转基因毛状根生理指标测定
9 结果与分析
9.1 蓖麻总RNA提取
9.2 盐胁迫下RcGST表达分析
9.3 RcGST克隆
9.4 RcGST序列分析
9.5 RcGST结构预测
9.6 表达载体构建
9.7 转化农杆菌
9.8 转基因拟南芥筛选及分子鉴定
9.9 转基因拟南芥耐盐表型分析
9.9.1 盐胁迫下生长指标分析
9.9.2 盐胁迫下转基因拟南芥生理指标
9.10 转基因毛状根耐盐性分析
9.10.1 毛状根诱导、培养及检测
9.10.2 盐胁迫下毛状根生理指标分析
第三章 RcDHAR功能分析
1 材料方法
1.1 实验材料
2 盐胁迫下RcDHAR表达分析
3 RcDHAR克隆
3.1 RcDHAR ORF扩增
3.2 目的片段回收、连接、转化、测序
4 生物信息学分析
5 表达载体构建
6 RcDHAR转化拟南芥
6.1 转化农杆菌
6.2 野生型拟南芥种植浸染
6.3 转基因拟南芥筛选及分子鉴定
7 转基因拟南芥盐胁迫表型分析
7.1 生长指标测定
7.2 生理指标测定
7.2.1 REL、MDA含量、SOD活性、GSH含量、GSSG含量测定
7.2.2 AsA含量测定
8 转基因蓖麻毛状根盐胁迫表型分析
8.1 发根农杆菌转化
8.2 蓖麻无菌苗种植
8.3 蓖麻毛状根诱导
8.4 蓖麻毛状根培养
8.5 蓖麻毛状根DNA提取及PCR检测
8.6 转基因毛状根盐胁迫实验
9 结果分析
9.1 盐胁迫下RcDHAR表达特性分析
9.2 RcDHAR克隆
9.3 RcDHAR序列分析
9.4 RcDHAR结构预测
9.5 表达载体构建
9.6 转化农杆菌
9.7 转基因拟南芥筛选及分子鉴定
9.8 转基因拟南芥表型分析
9.8.1 转基因拟南芥生长指标测定
9.8.2 生理指标分析
9.9 转基因毛状根表型分析
9.9.1 毛状根诱导、培养及检测
9.9.2 盐胁迫下转基因毛状根生理指标测定
第四章 讨论与结论
1 讨论
1.1 转RcGST提高转基因植株耐盐性
1.2 转RcDHAR提高转基因植株耐盐性
2 结论
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]向日葵3个谷胱甘肽-S-转移酶GST基因的克隆及表达模式分析[J]. 凌云鹤,李静,景兵,李春莲,肖恩时,王中华. 干旱地区农业研究. 2019(05)
[2]植物耐盐性生理与分子机制研究进展[J]. 刘云芬,彭华,王薇薇,郑佳秋,祖艳侠,吴永成,梅燚,郭军. 江苏农业科学. 2019(12)
[3]黄河三角洲盐碱地区耐盐牧草与经济作物筛选[J]. 温延臣,孔少华,赵同凯,徐久凯,林治安,李志杰. 山东农业科学. 2019(05)
[4]盐胁迫对植物叶绿素荧光影响的研究进展[J]. 方怡然,薛立. 生态科学. 2019(03)
[5]大蒜谷胱甘肽硫转移酶基因AsGST的克隆及其对盐胁迫的响应[J]. 梁志乐,尚珂含,王立辉,周瑾,王广龙,熊爱生. 核农学报. 2019(06)
[6]盐碱胁迫对红花种子萌发的影响[J]. 崔丹丹,李林林,王继龙,苏小惠,谭勇,崔国贤. 中药材. 2019(01)
[7]干旱区土壤盐分积累过程研究进展[J]. 刘丽娟,李小玉. 生态学杂志. 2019(03)
[8]山羊草谷胱甘肽S-转移酶基因家族鉴定及表达分析[J]. 马建辉,张文利,高小龙,张黛静,姜丽娜,翟延玉,邵云,李春喜. 作物杂志. 2018(05)
[9]蓖麻资源综合利用研究进展[J]. 陈明,范涛,张丽丽,代君君,赵萍,舒蕊,章玉萍. 农学学报. 2018(09)
[10]两个蓖麻品种萌发期的耐盐性与相关基因响应的差异比较[J]. 李惠根,王晓宇,杨文军,丛娇娇,张丽雪,刘栩铭,张继星. 分子植物育种. 2018(22)
博士论文
[1]寒地玉米种质资源苗期耐盐性评价与耐盐机制研究[D]. 王明泉.黑龙江八一农垦大学 2019
[2]银川平原盐碱荒地改良模式研究[D]. 孙兆军.北京林业大学 2011
硕士论文
[1]乙烯对盐胁迫下紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响及其机制的研究[D]. 王月.内蒙古大学 2019
[2]小麦脱氢抗坏血酸还原酶DHAR基因的克隆与功能分析[D]. 张珊.西北农林科技大学 2019
[3]柽柳引种评价和优良无性系选育研究[D]. 李占坡.河北科技师范学院 2018
[4]蓖麻耐盐基因RcSOS1功能分析[D]. 李平.内蒙古民族大学 2018
[5]紫花苜蓿MsGSTU8基因的克隆及其功能研究[D]. 张雪.哈尔滨师范大学 2017
[6]毛白杨脱氢抗坏血酸还原酶家族的功能分化研究[D]. 唐振鑫.北京林业大学 2013
[7]马铃薯脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）基因在番茄中超表达效应的研究[D]. 李青竹.山东农业大学 2011
[8]农杆菌介导的苹果DHAR和MDHAR基因转化苹果和番茄的研究[D]. 王平平.西北农林科技大学 2011
[9]土壤紧实胁迫对黄瓜抗坏血酸—谷胱甘肽循环及根系呼吸代谢的影响[D]. 郑俊鶱.西北农林科技大学 2011
本文编号：3196174
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