棕色棉纤维MATE基因的克隆及功能初步研究
发布时间：2023-04-07 23:06
棕色棉是一种纤维颜色具有天然棕色的有色棉。色素是决定棉纤维颜色的主要化学成分,其化学本质是由缩合单宁聚合氧化而形成的醌类物质,即原花色素。原花色素的前体物质在细胞质中合成,由定位在液泡膜上的MATE转运蛋白跨膜运输到液泡中聚合形成原花色素低聚物,从而使棉纤维呈现各种颜色。多药和有毒化合物输出蛋白(multidrug and toxin extrusion protein,MATE)是一类参与次级代谢产物转运的蛋白,可转运阳离子染料、氨基葡糖、多种抗生素与药物等次生代谢产物。本试验通过对棕色棉纤维MATE基因的克隆和功能分析,为进一步研究棕色棉颜色形成的分子机制和纤维色泽及品质的遗传改良提供了有价值的资料。本研究以已经克隆的MATE氨基酸序列为探针,利用生物信息学技术在陆地棉中鉴定MATE家族成员,研究MATE基因在棕色棉不同组织和纤维发育不同时期的表达情况,同时将GhMATE13,GhMATE23基因转化棉花和拟南芥,对该家族基因的功能进行初步分析,结果如下:1.利用生物信息学手段从陆地棉基因组数据库中鉴定出91个MATE家族基因,分别命名为GhMATE1-GhMATE91,基本的理化...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩写词
引言
第一章 文献综述
1.1 棕色棉研究进展
1.1.1 棕色棉纤维遗传控制的研究
1.1.2 棕色棉色素本质及成分的研究
1.2 原花色素的研究进展
1.2.1 原花色素的结构特征和生物学功能
1.2.2 原花色素的生物合成、转运和氧化聚合
1.3 MATE基因家族
1.3.1 MATE基因家族的基本特征
1.3.2 MATE转运蛋白的结构和转运机制
1.3.3 MATE转运蛋白的生理功能
1.4 研究的目的意义及技术路线
第二章 陆地棉MATE家族基因的鉴定及表达分析
2.1 实验材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 主要试剂
2.2 实验方法
2.2.1 棉花RNA的提取及CDNA的第一链的合成
2.2.2 陆地棉MATE家族基因的鉴定与生物信息学分析
2.2.3 MATE家族基因的表达分析
2.3 结果与分析
2.3.1 MATE家族基因的鉴定与命名
2.3.2 MATE家族基因的进化关系分析
2.3.3 MATE家族基因的保守域和结构分析
2.3.4 MATE家族基因的染色体定位
2.3.5 MATE家族基因的表达模式分析
第三章 彩色棉MATE家族基因的克隆及功能分析
3.1 实验材料
3.1.1 植物材料
3.1.2 菌株与载体
3.1.3 主要试剂
3.1.4 主要仪器设备
3.1.5 抗生素
3.2 实验方法
3.2.1 GhMATE13、GhMATE23基因全长扩增
3.2.2 目的片段连接载体
3.2.3 GhMATE基因表达载体的构建
3.2.4 拟南芥遗传转化
3.2.5 转基因植株的表达量分析
3.2.6 拟南芥原花色素含量的测定
3.3 结果与分析
3.3.1 GhMATE13、GhMATE23基因的克隆
3.3.2 植物表达载体和干扰载体的构建
3.3.3 表达载体转化农杆菌
3.3.4 拟南芥的转化及分子鉴定
3.3.5 拟南芥转基因阳性植株原花青素含量的测定
3.3.6 拟南芥原花青素生物合成相关基因的表达
3.3.7 拟南芥转基因株系表型观察
第四章 MATE及其上游基因的棉花遗传转化
4.1 实验材料
4.1.1 植物材料
4.1.2 菌株、质粒与载体
4.2 实验方法
4.2.1 利用CRISPR/Cas9技术定点编辑MATE、ANR、LAR基因
4.2.2 棉花的遗传转化
4.3 结果与分析
4.3.1 ANR、LAR基因编辑载体构建
4.3.2 彩色棉茎尖的遗传转化
4.3.3 农杆菌介导下胚轴的转化
4.3.4 转基因棉花的检测
第五章 讨论
5.1 MATE家族基因功能研究
5.2 GhMATE13、GhMATE23的功能分析
第六章 总结与展望
参考文献
附录
致谢
作者简介
石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表
本文编号：3785511
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
缩写词
引言
第一章 文献综述
1.1 棕色棉研究进展
1.1.1 棕色棉纤维遗传控制的研究
1.1.2 棕色棉色素本质及成分的研究
1.2 原花色素的研究进展
1.2.1 原花色素的结构特征和生物学功能
1.2.2 原花色素的生物合成、转运和氧化聚合
1.3 MATE基因家族
1.3.1 MATE基因家族的基本特征
1.3.2 MATE转运蛋白的结构和转运机制
1.3.3 MATE转运蛋白的生理功能
1.4 研究的目的意义及技术路线
第二章 陆地棉MATE家族基因的鉴定及表达分析
2.1 实验材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 主要试剂
2.2 实验方法
2.2.1 棉花RNA的提取及CDNA的第一链的合成
2.2.2 陆地棉MATE家族基因的鉴定与生物信息学分析
2.2.3 MATE家族基因的表达分析
2.3 结果与分析
2.3.1 MATE家族基因的鉴定与命名
2.3.2 MATE家族基因的进化关系分析
2.3.3 MATE家族基因的保守域和结构分析
2.3.4 MATE家族基因的染色体定位
2.3.5 MATE家族基因的表达模式分析
第三章 彩色棉MATE家族基因的克隆及功能分析
3.1 实验材料
3.1.1 植物材料
3.1.2 菌株与载体
3.1.3 主要试剂
3.1.4 主要仪器设备
3.1.5 抗生素
3.2 实验方法
3.2.1 GhMATE13、GhMATE23基因全长扩增
3.2.2 目的片段连接载体
3.2.3 GhMATE基因表达载体的构建
3.2.4 拟南芥遗传转化
3.2.5 转基因植株的表达量分析
3.2.6 拟南芥原花色素含量的测定
3.3 结果与分析
3.3.1 GhMATE13、GhMATE23基因的克隆
3.3.2 植物表达载体和干扰载体的构建
3.3.3 表达载体转化农杆菌
3.3.4 拟南芥的转化及分子鉴定
3.3.5 拟南芥转基因阳性植株原花青素含量的测定
3.3.6 拟南芥原花青素生物合成相关基因的表达
3.3.7 拟南芥转基因株系表型观察
第四章 MATE及其上游基因的棉花遗传转化
4.1 实验材料
4.1.1 植物材料
4.1.2 菌株、质粒与载体
4.2 实验方法
4.2.1 利用CRISPR/Cas9技术定点编辑MATE、ANR、LAR基因
4.2.2 棉花的遗传转化
4.3 结果与分析
4.3.1 ANR、LAR基因编辑载体构建
4.3.2 彩色棉茎尖的遗传转化
4.3.3 农杆菌介导下胚轴的转化
4.3.4 转基因棉花的检测
第五章 讨论
5.1 MATE家族基因功能研究
5.2 GhMATE13、GhMATE23的功能分析
第六章 总结与展望
参考文献
附录
致谢
作者简介
石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表
本文编号：3785511
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