毛果杨PtrDLT和PtrWOX4基因在维管形成层发育中的功能解析

发布时间：2021-10-20 09:28

　　木材是地球上含量丰富的可再生资源,是重要的工业原材料。木材的形成主要依赖于木本植物中维管形成层的活动。维管形成层通过不断向内分裂分化,进而产生次生木质部,即木材。该发育过程受到很多遗传和其他内源因子的调控,其中转录因子发挥着极其关键的调控作用。本研究解析了毛果杨（Populus trichocarpa）形成层特异表达转录因子基因DWARF AND LOW-TILLERING（DLT）和 WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX 4（WOX4）的调控功能,为揭示木本植物维管形成层的发育提供了新线索。本研究首先对PtrDLT和Ptr WOX4进行基因克隆,用于解析其在毛果杨形成层发育过程中的功能。通过基因蛋白序列比对分析发现,毛果杨基因组上存在两个DLT基因PtrDLT-A和PtrDLT-B,蛋白序列同源性高达94.1%;也存在两个WOX4基因PtrWOX4-A和PtrWOX4-B,蛋白序列同源性高达97.2%,预示这两对基因可能分别存在功能冗余。根据基因序列分析结果进行gRNA的设计,分别构建pEgP237的PtrDLT-A和PtrDLT-B基因双突变CRISPR载体以及PtrW... 

【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 植物维管形成层的结构与发育
        1.2.1 植物维管形成层的结构
        1.2.2 植物维管形成层的发育
    1.3 维管形成层活性的分子调控
        1.3.1 植物激素对维管形成层活动的影响
        1.3.2 CLE短肽信号分子对维管形成层活动的影响
        1.3.3 转录因子对维管形成层活动的影响
    1.4 GRAS基因研究概况
        1.4.1 GRAS基因简介
        1.4.2 GRAS基因功能研究概况
    1.5 WOX基因研究概况
        1.5.1 WOX基因简介
        1.5.2 WOX基因功能研究概况
    1.6 本研究的目的意义
    1.7 本研究的技术路线
2 毛果杨PtrDLT与PtrWOX4基因的克隆与表达分析及CRISPR突变体植株的创制
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 主要试剂
        2.1.3 载体与菌种
        2.1.4 主要仪器设备
        2.1.5 药品及培养基配制
    2.2 实验方法
        2.2.1 毛果杨PtrDLT基因与PtrWOX4基因的克隆
        2.2.2 毛果杨PtrDLT基因与PtrWOX4基因的组织特异性表达分析
        2.2.3 gRNA的设计与体外验证
        2.2.4 构建毛果杨PtrDLT基因与PtrWOX4基因CRISPR表达载体
        2.2.5 CRISPR表达载体农杆菌介导的毛果杨遗传转化
        2.2.6 突变体毛果杨的鉴定
    2.3 结果与分析
        2.3.1 毛果杨PtrDLT基因与PtrWOX4基因的克隆
        2.3.2 毛果杨PtrDLT基因与PtrWOX4基因特异性表达分析
        2.3.3 gRNA的设计与体外验证
        2.3.4 构建毛果杨PtrDLT基因与PtrWOX4基因CRISPR表达载体
        2.3.5 突变体植株的获得
        2.3.6 突变体植株DNA水平检测
        2.3.7 突变体植株的基因编辑情况
    2.4 本章小结
3 突变体植株的生长及表型分析
    3.1 实验材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 主要试剂
        3.1.3 主要仪器设备
        3.1.4 药品配制
    3.2 实验方法
        3.2.1 突变体毛果杨表型及生长性状分析
        3.2.2 突变体毛果杨的石蜡切片及组织染色
        3.2.3 突变体毛果杨的木质部细胞的电镜观察
    3.3 结果与分析
        3.3.1 突变体毛果杨的表型及生长性状相关分析
        3.3.2 突变体毛果杨的的组织化学染色
        3.3.3 突变体毛果杨的木质部细胞电镜观察
    3.4 本章小结
4 突变体植株的转录组分析及基因功能分析
    4.1 实验材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 主要试剂
        4.1.3 主要仪器设备
    4.2 实验方法
        4.2.1 突变体植株RNA的提取
        4.2.2 RNA质量检测与分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 RNA质量检测结果及测序数据的质量分析
        4.3.2 差异基因数量分析
        4.3.3 差异基因的GO功能及Pathway显著性富集分析
        4.3.4 PtrDLT基因的功能分析
        4.3.5 PtrWOX4基因的功能分析
    4.4 本章小结
讨论
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]毛白杨PtoWOX4a基因过表达对次生生长的影响[J]. 李建波,贾会霞,张进,刘伯斌,胡建军,王丽娟,卢孟柱.  林业科学. 2018(02)
[2]维管形成层活动周期调控研究进展[J]. 许会敏,王莉,曹德昌,薛娴,贺新强,林金星.  科学通报. 2015(07)
[3]L-Cysteine inhibits root elongation through auxin/PLETHORA and SCR/SHR pathway in Arabidopsis thaliana[J]. Zhen Wang,Jie-Li Mao,Ying-Jun Zhao,Chuan-You Li,Cheng-Bin Xiang.  Journal of Integrative Plant Biology. 2015(02)
[4]植物维管组织形态建成的分子调控机制[J]. 杜玉梁,陈叶,刘彩虹,尹增芳.  北京林业大学学报. 2014(03)

博士论文
[1]水稻LBD12-1通过抑制AGO10-HD-ZIP Ⅲ途径减小茎尖分生组织大小[D]. 马炜炜.中国农业科学院 2016



本文编号：3446663