GhNRT2.5基因在棉花低氮胁迫反应中的功能分析
发布时间：2023-02-18 21:25
氮素作为植物生长发育所需的元素,是植物体内蛋白质、磷脂、核酸、辅酶及辅基(NAD+、NADP、FAD)等的必需成分,也是构成叶绿素分子的组分,同时影响植物体内激素的合成及转运。所以,氮素对植物生长发育的影响至关重要。硝酸盐是大多数高等植物的主要氮源,了解土壤中硝酸盐的吸收机制和植物对低氮胁迫的反应,对提高植物氮素吸收和利用效率,减少氮肥施用量等方面具有非常重要的意义。棉花作为一种氮敏感植物常常需增施氮肥来提高产量,但是氮肥施用过多过少均会造成棉花产量的下降,棉农常常因无法确定合适的施氮量而倾向于增施氮肥,这样不仅会造成棉花的贪青晚熟、产量下降,而且未被吸收的氮素随着水土流失更造成环境污染。因此,培育氮高效品种就成为现阶段棉花育种的研究重点。NRT2作为一种以硝酸盐为特异性底物的高亲和性转运蛋白,在可利用的硝酸盐有限时,高亲和性转运系统被激活并发挥主导作用。在拟南芥中已证明NRT2.5是一个高亲和力硝酸盐转运蛋白,在植物响应严重氮缺乏胁迫中发挥重要作用。研究GhNRT2.5基因,有助于了解棉花响应硝酸盐信号的分子机制,阐释该基因在棉花抵抗低氮胁迫中发挥的作用。为此,本论文利用棉花遗传转化...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 氮素在棉花生长发育中的作用
1.1.1 氮的生理功能
1.1.2 氮素对碳氮代谢过程相关酶的影响
1.1.3 氮在棉花生长发育中的作用
1.1.4 我国在棉花种植中施用氮肥的现状及存在问题
1.2 植物吸收氮的主要途径
1.2.1 植物中的铵态氮运输体系
1.2.2 植物中的硝酸氮运输体系
1.3 硝酸盐转运家族
1.3.1 NRT2硝酸盐转运蛋白的生理功能
1.3.2 NRT2硝酸盐转运蛋白的研究进展
第二章 引言
2.1 立题依据及研究目的
2.2 技术路线
第三章 材料与方法
3.1 材料
3.1.1 植物材料
3.1.2 宿主菌株和载体质粒
3.1.3 主要仪器
3.1.4 主要化学试剂
3.1.5 棉花遗传转化所需主要培养基
3.1.6 常用试剂及GUS染液配方
3.1.7 拟南芥PNS营养液
3.2 方法
3.2.1 植物基因组DNA提取
3.2.2 质粒提取
3.2.3 植物总RNA提取
3.2.4 反转录步骤
3.2.5 DNA片段回收、连接
3.2.6 大肠杆菌的转化
3.2.7 农杆菌感受态细胞电转化
3.2.8 棉花遗传转化
3.2.9 GUS组织化学染色
3.2.10 VIGS注射方法
3.2.11 叶绿素的提取与计算方法
3.2.12 与氮代谢相关酶的检测
3.2.13 棉花的水培培养及转录组数据分析
第四章 结果与分析
4.1 棉花GhNRT2.5基因的克隆与分析
4.1.1 低氮胁迫下NRT2家族在不同氮效棉花品种中的转录组数据比较分析
4.1.2 棉花NRT2 家族与拟南芥NRT2 家族的亲缘关系分析
4.1.3 GhNRT2.5序列特征与生物信息学分析
4.2 GhNRT2.5基因的表达特性及功能分析
4.2.1 GhNRT2.5基因在陆地棉不同组织器官中的表达特性
4.2.2 不同供氮水平和不同氮源对GhNRT2.5基因表达的影响
4.2.3 GhNRT2.5启动子在拟南芥中的表达特性分析
4.2.4 GhNRT2.5亚细胞定位分析
4.2.5 GhNRT2.5功能分析
4.3 异源表达GhNRT2.5基因对拟南芥生长发育的影响
4.3.1 GhNRT2.5基因异源表达载体构建及对拟南芥转化、筛选和鉴定
4.3.2 异源表达提升拟南芥在低氮条件下生长状态
4.3.3 异源表达GhNRT2.5对拟南芥植株中氮代谢相关酶活性的影响
4.4 GhNRT2.5基因植物表达载体的构建及转基因棉花材料的获得
4.4.1 转基因棉花的遗传转化
4.4.2 转基因棉花的筛选及鉴定
4.5 GhNRT2.5基因对棉花生长发育的影响
4.5.1 转基因棉花植株的表型变化
4.5.2 转基因棉花与氮代谢相关酶活性的测定
第五章 讨论
5.1 提高棉花氮肥利用效率的途径
5.2 GhNRT2.5基因在提高棉花耐低氮胁迫中的作用
5.3 GhNRT2.5基因可能参与棉花衰老过程中氮的转运过程
第六章 结论
6.1 主要结论
6.2 论文创新点
参考文献
附录
附录1 缩略词表
附录2 主要引物
附录3 硕士期间参与课题及发表论文
致谢
本文编号：3745562
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 氮素在棉花生长发育中的作用
1.1.1 氮的生理功能
1.1.2 氮素对碳氮代谢过程相关酶的影响
1.1.3 氮在棉花生长发育中的作用
1.1.4 我国在棉花种植中施用氮肥的现状及存在问题
1.2 植物吸收氮的主要途径
1.2.1 植物中的铵态氮运输体系
1.2.2 植物中的硝酸氮运输体系
1.3 硝酸盐转运家族
1.3.1 NRT2硝酸盐转运蛋白的生理功能
1.3.2 NRT2硝酸盐转运蛋白的研究进展
第二章 引言
2.1 立题依据及研究目的
2.2 技术路线
第三章 材料与方法
3.1 材料
3.1.1 植物材料
3.1.2 宿主菌株和载体质粒
3.1.3 主要仪器
3.1.4 主要化学试剂
3.1.5 棉花遗传转化所需主要培养基
3.1.6 常用试剂及GUS染液配方
3.1.7 拟南芥PNS营养液
3.2 方法
3.2.1 植物基因组DNA提取
3.2.2 质粒提取
3.2.3 植物总RNA提取
3.2.4 反转录步骤
3.2.5 DNA片段回收、连接
3.2.6 大肠杆菌的转化
3.2.7 农杆菌感受态细胞电转化
3.2.8 棉花遗传转化
3.2.9 GUS组织化学染色
3.2.10 VIGS注射方法
3.2.11 叶绿素的提取与计算方法
3.2.12 与氮代谢相关酶的检测
3.2.13 棉花的水培培养及转录组数据分析
第四章 结果与分析
4.1 棉花GhNRT2.5基因的克隆与分析
4.1.1 低氮胁迫下NRT2家族在不同氮效棉花品种中的转录组数据比较分析
4.1.2 棉花NRT2 家族与拟南芥NRT2 家族的亲缘关系分析
4.1.3 GhNRT2.5序列特征与生物信息学分析
4.2 GhNRT2.5基因的表达特性及功能分析
4.2.1 GhNRT2.5基因在陆地棉不同组织器官中的表达特性
4.2.2 不同供氮水平和不同氮源对GhNRT2.5基因表达的影响
4.2.3 GhNRT2.5启动子在拟南芥中的表达特性分析
4.2.4 GhNRT2.5亚细胞定位分析
4.2.5 GhNRT2.5功能分析
4.3 异源表达GhNRT2.5基因对拟南芥生长发育的影响
4.3.1 GhNRT2.5基因异源表达载体构建及对拟南芥转化、筛选和鉴定
4.3.2 异源表达提升拟南芥在低氮条件下生长状态
4.3.3 异源表达GhNRT2.5对拟南芥植株中氮代谢相关酶活性的影响
4.4 GhNRT2.5基因植物表达载体的构建及转基因棉花材料的获得
4.4.1 转基因棉花的遗传转化
4.4.2 转基因棉花的筛选及鉴定
4.5 GhNRT2.5基因对棉花生长发育的影响
4.5.1 转基因棉花植株的表型变化
4.5.2 转基因棉花与氮代谢相关酶活性的测定
第五章 讨论
5.1 提高棉花氮肥利用效率的途径
5.2 GhNRT2.5基因在提高棉花耐低氮胁迫中的作用
5.3 GhNRT2.5基因可能参与棉花衰老过程中氮的转运过程
第六章 结论
6.1 主要结论
6.2 论文创新点
参考文献
附录
附录1 缩略词表
附录2 主要引物
附录3 硕士期间参与课题及发表论文
致谢
本文编号：3745562
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3745562.html
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