甘薯miR2111、miR156及其靶基因的鉴定和功能研究

发布时间：2021-12-18 06:34

　　紫心甘薯（紫薯）块根富含花青素,对调节机体免疫、抗癌、降血糖、保护心血管等方面有积极作用。MicroRNAs（miRNAs）是内源性非编码小RNA,对植物生长发育、胁迫应答以及次生代谢产物积累等生物过程中起着重要作用。目前有关miRNA在转录后水平对紫薯地下块根花青素生物合成机制尚不清楚。本课题组前期通过转录组、小RNA测序和降解组多组学分析具有121个miRNA在紫薯与白薯中差异表达,其中26个miRNA作用于36个靶基因参与甘薯花青素的合成。本研究对Ib-miR2111和Ib-miR156在甘薯花青素生物合成中的作用进行了研究,结果如下:1.克隆获得355bp的Ib-pri-MIR2111序列。降解组测序和qRT-PCR分析发现Ib-miR2111的靶基因是IbZFP（Zinc finger protein,锌指蛋白）,克隆获得IbZFP,其DNA与ORF总长都为1290 bp,编码429个氨基酸,具有LabA_Like和锌指结构域,属于C₂H₂类锌指结构中的C2-1iC型。Ib-miR2111在紫薯块根中的表达量高于...

【文章来源】： 山西农业大学山西省

【文章页数】：98 页

【文章目录】：
摘要
缩略词
第一章 文献综述
    1.1 植物miRNA研究进展
        1.1.1 植物miRNA生成和作用机制
        1.1.2 植物miRNA功能
        1.1.3 植物miR156 研究进展
        1.1.4 植物miR2111 研究进展
    1.2 植物花青素研究进展
        1.2.1 结构基因在花青素合成中的作用
        1.2.2 转录因子在花青素合成中的作用
        1.2.3 环境因子在花青素合成中的作用
        1.2.4 miRNA在花青素合成中的作用
    1.3 植物CRISPR/Cas9 研究进展
        1.3.1 CRISPR/Cas系统
        1.3.2 CRISPR/Cas9 在植物中的应用
    1.4 锌指蛋白ZFP研究进展
        1.4.1 锌指蛋白结构
        1.4.2 C2H2 型锌指蛋白分类
        1.4.3 C2H2 型锌指蛋白功能
    1.5 甘薯研究进展
        1.5.1 甘薯相关组学研究进展
        1.5.2 甘薯花青素相关基因研究进展
        1.5.3 甘薯遗传转化研究进展
    1.6 本研究的目的和意义
第二章 甘薯Ib-miR2111 及其靶基因IbZFP的功能研究
    2.1 材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌株和载体
        2.1.3 试验试剂
    2.2 方法
        2.2.1 甘薯Ib-miR2111 前体序列Ib-pri-MIR2111 的克隆
        2.2.2 甘薯IbZFP基因的克隆及序列特征分析
        2.2.3 Ib-miR2111 及其靶基因IbZFP的表达模式分析
        2.2.4 Ib-miR2111 植物过表达载体的构建
        2.2.5 IbZFP过表达载体的构建
        2.2.6 Ib-miR2111 及其靶基因IbZFP的 CRISPR/Cas载体构建
        2.2.7 Ib-miR2111 转基因拟南芥的获得
        2.2.8 转基因拟南芥植株的鉴定和表达分析
        2.2.9 拟南芥过表达株系花青素合成相关基因的分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 甘薯Ib-pri-MIR2111 的克隆
        2.3.2 甘薯IbZFP的克隆及序列分析
        2.3.3 IbZFP的同源进化分析
        2.3.4 Ib-miR2111 及其靶基因IbZFP的表达模式
        2.3.5 Ib-miR2111 过表达载体的构建
        2.3.6 IbZFP过表达载体的构建
        2.3.7 Ib-miR2111 及其靶基因IbZFP的 CRISPR/Cas9 载体的构建
        2.3.8 Ib-miR2111 过表达转基因拟南芥植株的鉴定与表达分析
        2.3.9 Ib-pri-MIR2111 CRISPR/Cas9 敲除转基因拟南芥植株的鉴定和分析
    2.4 讨论
第三章 甘薯Ib-miR156 及其靶基因IbSPL2 的功能研究
    3.1 材料
    3.2 方法
        3.2.1 甘薯Ib-miR156 前体序列Ib-pri-MIR156 的克隆
        3.2.2 甘薯IbSPL2 基因的克隆及序列特征分析
        3.2.3 Ib-miR156及IbSPL2 的表达模式分析
        3.2.4 Ib-miR156 植物过表达载体的构建
        3.2.5 IbSPL2 过表达载体的构建
        3.2.6 过表达Ib-miR156 转基因拟南芥的获得
    3.3 结果与分析
        3.3.1 甘薯Ib-miR156和IbSPL2 基因的克隆
        3.3.2 IbSPL2 基因的序列特征
        3.3.3 Ib-miR156和IbSPL2 表达分析
        3.3.4 Ib-miR156 植物过表达载体的构建
        3.3.5 IbSPL2 过表达载体的构建
        3.3.6 过表达Ib-pri-MIR156 转基因拟南芥的获得与测定
    3.4 讨论
第四章 三裂叶薯ItbSPL基因家族鉴定、表达及miR156 的调控分析
    4.1 材料
    4.2 方法
        4.2.1 ItbSPL家族成员的鉴定和特征分析
        4.2.2 ItbSPL基因系统进化树的构建
        4.2.3 ItbSPL基因的结构、保守基序分析及染色体定位
        4.2.4 ItbSPL基因miR156 结合位点预测、鉴定
        4.2.5 MiR156 及靶基因ItbSPL的表达分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 ItbSPL基因家族全基因组鉴定与特征分析
        4.3.2 ItbSPL家族基因进化分析
        4.3.3 ItbSPL家族基因的结构、保守基序分析及染色体分布
        4.3.4 ItbSPL家族基因中miR156 作用位点分析和扩增
        4.3.5 miR156 及其靶基因ItbSPL表达模式
    4.4 讨论
第五章 甘薯悬浮细胞转化体系的建立
    5.1 材料
    5.2 方法
        5.2.1 甘薯胚性悬浮细胞的培养
        5.2.2 甘薯胚性悬浮细胞的转化
        5.2.3 甘薯转基因株系的获得
    5.3 结果与分析
        5.3.1 茎尖胚性细胞团诱导
        5.3.2 胚性细胞悬浮培养体系建立
        5.3.3 胚性悬浮细胞的体细胞胚诱导
        5.3.4 甘薯转基因愈伤生长情况
    5.4 讨论
第六章 全文结论
参考文献
Abstract
附录
研究生期间发表论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]CRISPR/Cas9基因编辑技术在玉米育种中的应用 [J]. 王洪振,于佳鑫,刘强,于英杰,程军.  分子植物育种. 2019(20)
[2]一个新的甘薯查尔酮异构酶基因的克隆和表达分析 [J]. 徐靖,朱家红,韩义胜,白翠云,朱红林.  基因组学与应用生物学. 2018(02)
[3]303份甘薯地方种SSR遗传多样性与群体结构分析 [J]. 苏一钧,王娇,戴习彬,唐君,赵冬兰,张安,周志林,曹清河.  植物遗传资源学报. 2018(02)
[4]拟南芥转录因子Ethylene-insensitive3(EIN3)抑制花青素的合成 [J]. 徐梦珂,李丹,孟来生,蒋继宏.  植物研究. 2018(01)
[5]茶树miR156a靶基因SPL6和SPL9的克隆及表达分析 [J]. 刘亚芹,田坤红,孙琪璐,潘铖,李叶云,蒋家月,江昌俊.  茶叶科学. 2017(06)
[6]草地早熟禾PpSPL4基因的克隆、亚细胞定位及表达分析 [J]. 何春艳,杨青青,刘海金,尹淑霞.  分子植物育种. 2018(10)
[7]缺磷胁迫对甘薯前期根系发育及养分吸收的影响 [J]. 马若囡,刘庆,李欢,史衍玺,李娟.  华北农学报. 2017(05)
[8]甘薯八氢番茄红素合成酶基因的克隆与功能验证 [J]. 程洁,赵腾飞,廖志华,杨春贤.  植物生理学报. 2017(05)
[9]植物C2H2型锌指蛋白研究进展 [J]. 张佳,刘俊芳,赵婷婷,任婧,许向阳.  分子植物育种. 2018(02)
[10]小拟南芥ApZFP基因异源超表达促进拟南芥开花并提高耐逆性 [J]. 刘慧,郭丹丽,蔡大润,黄先忠.  植物学报. 2016(03)



本文编号：3541831