玉米ZF-HD转录因子家族耐盐、抗旱相关基因的鉴定及特性分析

发布时间：2022-02-17 18:20

　　玉米是世界上重要的粮食作物,可用于饲料、食品和工业原料。玉米生产在国民经济中占有重要的作用,但是干旱、盐渍等非生物胁迫严重影响玉米的产量,是导致玉米减产的主要因素。利用生物信息学技术挖掘与抗旱、耐盐相关基因,为玉米的分子育种提供了有效的途径。ZF-HD是陆生植物特有的一类转录因子,在植物的生长发育及非生物胁迫过程中发挥重要的调控作用。在拟南芥和水稻中与抗逆相关的ZF-HD转录因子的功能已相继被报道,而在玉米中却鲜有研究。因此筛选响应干旱、盐胁迫的ZF-HD基因对培育抗逆玉米新品种具有重要意义。本研究通过生物信息学的方法在玉米全基因组中鉴定ZF-HD基因,系统分析了该基因家族序列特性、进化关系及干旱、高盐和脱落酸条件下ZF-HD基因的表达特性。主要研究结果如下:（1）通过Blastp同源搜索,在玉米全基因组中共鉴定了24个非重复ZF-HD基因,这些基因不均衡的分布在玉米的9条染色体上（第9号染色体除外）。通过分析发现,有3对旁系同源基因参与了片段重复,1对旁系同源基因参与了串联重复。（2）通过对玉米的ZF-HD基因家族结构预测,发现玉米有21个占总数87.5%基因没有内含子,这无内含子特... 

【文章来源】：西南大学重庆市211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
    1.1 干旱和盐胁迫对植物的危害
        1.1.1 干旱胁迫对植物的危害
        1.1.2 盐胁迫对植物的危害
    1.2 植物高盐、干旱胁迫下调节机制
        1.2.1 植物干旱胁迫下生理生化调节机制
        1.2.2 植物耐盐胁迫的生理生化调节机制
        1.2.3 植物干旱、盐胁迫下的信号转导机制
    1.3 转录因子
        1.3.1 植物同源异形盒转录因子家族研究进展
        1.3.2 同源异形盒各亚族基因的功能
        1.3.3 ZF-HD亚家族
        1.3.4 HD-Zip亚家族
        1.3.5 PHD亚家族
        1.3.6 WOX亚家族
        1.3.7 TALE亚家族(KNOX和BEL)
第2章 引言
    2.1 研究的目的与意义
    2.2 研究内容
    2.3 技术路线
第3章 材料和方法
    3.1 实验材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 菌株及载体
        3.1.3 试验试剂及常用酶
        3.1.4 实验仪器与设备
        3.1.5 生物信息分析工具及网站
    3.2 实验方法
        3.2.1 玉米ZF-HD基因全基因组鉴定
        3.2.2 玉米ZF-HD基因家族染色体定位、基因重复及蛋白属性的分析
        3.2.3 玉米ZF-HD转录因子进化树的构建及进化分析
        3.2.4 玉米ZF-HD转录因子基因结构及蛋白基序分析
        3.2.5 玉米ZF-HD转录因子的启动子元件预测
        3.2.6 玉米ZF-HD转录因子表达模式分析
        3.2.7 玉米材料的非生物胁迫处理
        3.2.8 玉米总RNA的提取及反转录
        3.2.9 玉米胁迫诱导表达的荧光定量PCR
        3.2.10 ZmZHD11/12基因的克隆
第4章 结果与分析
    4.1 ZF-HD转录因子生物信息学分析
        4.1.1 拟南芥ZF-HD转录因子序列属性分析
        4.1.2 水稻ZF-HD转录因子序列属性分析
        4.1.3 玉米ZF-HD转录因子的鉴定及序列属性分析
        4.1.4 玉米ZF-HD转录因子的定位及基因重复
        4.1.5 玉米ZF-HD转录因子的保守基序与进化分析
        4.1.6 玉米、水稻、拟南芥ZF-HD转录因子基因结构与进化分析
        4.1.7 玉米ZF-HD基因表达模式分析
    4.2 玉米ZF-HD基因干旱、高盐、ABA诱导的表达模式分析
        4.2.1 玉米ZF-HD基因顺式作用元件分析
        4.2.2 玉米ZF-HD基因ABA诱导表达模式分析
        4.2.3 玉米ZF-HD基因高盐诱导表达模式分析
        4.2.4 玉米ZF-HD基因干旱诱导表达模式分析
    4.3 ZmZHD11/12基因的克隆
        4.3.1 氨基酸序列分析
        4.3.2 蛋白结构预测
        4.3.3 ZmZHD11/12超表达载体的构建及转化
第5章 讨论与结论
    5.1 讨论
        5.1.1 玉米ZF-HD转录因子家族的生物信息学分析
        5.1.2 玉米ZF-HD基因胁迫诱导表达特性分析
    5.2 结论
参考文献
缩略词
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]陆地棉ZF-HD蛋白的全基因组分析[J]. 倪万潮,徐珍珍,沈新莲.  棉花学报. 2016(06)
[2]水稻同源异形盒基因的研究进展[J]. 郝好,崔永涛,钱前,马伯军,胡兴明.  中国稻米. 2016(01)
[3]全球农作物减产之谜[J]. 徐知乾.  大科技(科学之谜). 2013(02)
[4]苗期干旱及复水对花生光合特性及水分利用效率的影响[J]. 刘吉利,赵长星,吴娜,王月福,王铭伦.  中国农业科学. 2011(03)
[5]水分胁迫对玉米叶片光合作用的影响[J]. 常敬礼,杨德光,谭巍巍,陆月赏.  东北农业大学学报. 2008(11)
[6]不同基因型绿豆叶片衰老与活性氧代谢研究[J]. 高小丽,孙健敏,高金锋,冯佰利,柴岩,贾志宽.  中国农业科学. 2008(09)
[7]渗透调节物质在作物干旱逆境中的作用[J]. 钱永生,王慧中.  杭州师范学院学报(自然科学版). 2006(06)
[8]盐胁迫对植物的影响及植物的抗盐机理[J]. 杨少辉,季静,王罡.  世界科技研究与发展. 2006(04)
[9]干旱胁迫对光果甘草幼苗根系MDA含量及保护酶POD、CAT活性的影响[J]. 梁新华,史大刚.  干旱地区农业研究. 2006(03)
[10]不同玉米品种的抗盐性及其分子标记的比较研究[J]. 马纯艳,李玥莹.  吉林农业大学学报. 2006(02)

博士论文
[1]内含子保留型可变剪切的识别方法和相关特征研究[D]. 毛锐.西北农林科技大学 2015

硕士论文
[1]不同小麦品种对干旱胁迫的生理生化响应[D]. 李瑛.兰州大学 2016
[2]植物LEA基因家族的分子进化研究和一拟南芥非典型LEA基因功能的初步分析[D]. 李翔.江苏大学 2016



本文编号：3629890