柳枝稷TCP转录因子家族全基因组鉴定和分析

发布时间：2023-11-21 19:23

　　研究植物的抗盐机理是一种对盐渍土生物改良的热门方式,本文研究的TCP转录因子在高等植物中具有独特的功能,它能够在植物整个生长发育阶段中起到重要的调控,如植物生长、发育和应激反应等等。然而,柳枝稷(Panicum virgatum L.)中尚未宣布TCP基因家族的全基因组分析及其在盐胁迫中的作用。本文将从两个方面进行研究,一方面从柳枝稷的基因组中鉴定出42个PvTCP,其中38个成员可以不均匀地锚定在其染色体上,也预测到9个PvTCP是microRNA319(miR319)靶向基因。此外,根据系统发育关系和保守结构域分析显示,它们可以分为三个进化枝。同一进化枝中的成员具有相似的基因结构和基序定位。尽管所有PvTCP都能够在我们分析到的不同组织中表达,但它们的表达谱在正常条件下是不同的,这可能暗示了它们在植物生长和发育中的不同作用。此外,在PvTCPs的启动子区域中检测到约20个顺式作用元件,40%与盐胁迫下应激反应有关。同时,还分析了盐胁迫下PvTCPs的表达谱,发现有29个PvTCPs对盐胁迫有响应。另一方面,TCP转录因子在转录后水平还受到miR319的调控,于是,我们构建了miR3...

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 土壤盐渍化
        1.1.1 土壤盐胁迫对植物生长的影响
            1.1.1.1 直接盐害
            1.1.1.2 次生盐害
            1.1.1.3 破坏正常代谢
            1.1.1.4 养分离子吸收不平衡
        1.1.2 土壤盐渍化的应对方式
        1.1.3 植物耐盐机理的研究进展
            1.1.3.1 渗透调节基因
            1.1.3.2 蛋白激酶基因
            1.1.3.3 转录因子调控
    1.2 植物转录因子
        1.2.1 植物转录因子概念及分类
        1.2.2 植物转录因子在盐胁迫响应方面的作用
            1.2.2.1 AP2/EREBP转录因子
            1.2.2.2 MYB转录因子
            1.2.2.3 WRKY转录因子
            1.2.2.4 NAC转录因子
            1.2.2.5 HD-ZIP转录因子
            1.2.2.6 碱性螺旋-环-螺旋转录因子
    1.3 植物TCP基因家族研究进展
        1.3.1 TCP基因家族简介
        1.3.2 TCP基因的结构域
        1.3.3 植物TCP转录因子的分类
        1.3.4 TCP基因家族的研究进展
            1.3.4.1 TCP基因家族在拟南芥中的研究现状
            1.3.4.2 TCP基因家族在其他物种中的研究现状
        1.3.5 植物TCP转录因子的调控机理
            1.3.5.1 TCP基因的转录水平调控
            1.3.5.2 TCP基因的转录后水平调控
            1.3.5.3 TCP基因的翻译水平调控
            1.3.5.4 TCP基因的翻译后水平调控
        1.3.6 miR319-TCP转录因子盐胁迫响应的研究
            1.3.6.1 TCP转录因子家族参与盐胁迫响应的相关研究
            1.3.6.2 MicroRNA319 参与植物盐胁迫应答的研究
    1.4 柳枝稷
        1.4.1 形态特征及研究进展
        1.4.2 柳枝稷转录因子及miRNA研究进展
        1.4.3 柳枝稷耐盐方面的研究
    1.5 生物信息学研究进展
    1.6 研究目的
    1.7 研究内容及选题意义
        1.7.1 研究内容
        1.7.2 选题意义
第二章 柳枝稷PvTCPs家族生物信息分析
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 柳枝稷愈伤组织培养固体培养基
    2.2 实验方法
        2.2.1 PvTCP的序列检索和特征鉴定
        2.2.2 PvTCPs的染色体定位分析
        2.2.3 PvTCP基因特性分析
        2.2.4 TCP蛋白的系统发育分析
        2.2.5 TCP蛋白基本结构域的序列比对
        2.2.6 旁系同源基因间的Ka/Ks分析
        2.2.7 基因结构,保守基序分析和顺式作用DNA元件分析
        2.2.8 启动子区域顺式作用元件分析
        2.2.9 miR319 靶位点识别分析
        2.2.10 柳枝稷RNA提取及反转录
        2.2.11 不同组织中表达模式分析
        2.2.12 实时荧光定量PCR验证
    2.3 结果
        2.3.1 柳枝稷TCP基因的染色体定位
        2.3.2 柳枝稷、拟南芥和水稻中TCP蛋白的系统发育分析
        2.3.3 miR319 的基因结构,保守基序和识别位点
        2.3.4 PvTCPs的组织表达谱
        2.3.5 盐胁迫下PvTCPs的基因表达反应
    2.4 讨论
第三章 OsmiR319 的遗传转化
    3.1 实验材料
        3.1.1 菌株与质粒
        3.1.2 提取植物基因组DNA试剂
        3.1.3 分子实验试剂及仪器
            3.1.3.1 实验试剂
            3.1.3.2 实验仪器
        3.1.4 主要培养基及溶液配制
            3.1.4.1 柳枝稷愈伤组织培养固体培养基
            3.1.4.2 细菌培养基
    3.2 实验方法
        3.2.1 构建OsmiR319 超表达载体
            3.2.1.1 选择超表达序列片段
            3.2.1.2 构建入门载体
            3.2.1.3 大肠杆菌感受态的制备
            3.2.1.4 鉴定阳性菌
            3.2.1.5 质粒DNA的提取
            3.2.1.6 大肠杆菌感受态细胞的转化
            3.2.1.7 LR反应
            3.2.1.8 农杆菌感受态的制备
            3.2.1.9 冻融法载体转化农杆菌
            3.2.1.10 保存农杆菌
        3.2.2 柳枝稷遗传转化
            3.2.2.1 柳枝稷诱导愈伤
            3.2.2.2 转基因植株的获得
            3.2.2.3 转基因柳枝稷分子鉴定
    3.3 结果
        3.3.1 OsmiR319 基因超表达转基因植株的获得
        3.3.2 OsmiR319 基因超表达转基因植株的PCR鉴定结果
    3.4 讨论
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
附录A 研究中用到的引物
附录B 通过MEME搜索工具分析PvTCP中的10个保守基序
附录C 用于系统发育关系分析的TCP成员列表
附录D PvTCPs顺式作用DNA元件的详细信息



本文编号：3865838