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生物质高梁SoHMA3基因克隆及其功能研究

发布时间:2024-12-25 23:30
  镉(Cd)是一种生物非必需的重金属元素,对植物和动物而言是有毒重金属,我国耕地的土壤重金属污染为16.67%左右,占耕地总量的1/6左右,所以治理土壤Cd污染迫在眉睫。植物修复被认为是一种有效且具有经济效益的方法,因为超富集植物生物量小、难以存活,所以高生物量植物用来治理土壤重金属污染引起广泛关注。生物质高粱(Sorghum dochna(Forssk.)Snowden)是一种粮食作物,可用于生物燃料生产,和其他高粱品种相比具有高杆、茎粗和高生物量等特征。重金属ATP酶(HMA)是植物体内特异性转运重金属离子蛋白,大量研究表明超富集植物HMA3转运蛋白的高表达响应重金属胁迫,是使其具有超富集能力的主要因素之一。本研究通过对镉胁迫下生物质高粱的生理生化响应和基因克隆、酵母异源表达以及qRT-qPCR等方法探究生物质高粱对镉的生理响应和分子机理。主要的研究结果如下:(1)通过水培实验对生物质高粱幼苗进行不同浓度的Cd胁迫实验结果表明:生物质高粱幼苗对低于30 μmol/L的镉浓度表现为高耐受性,高于该浓度时Cd对生物质高粱产生明显的毒害作用,叶绿素随Cd胁迫浓度的增加表现出负相关;丙二醛(M...

【文章页数】:70 页

【学位级别】:硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 重金属对植物生长发育及光合作用的影响
        1.1.1 重金属对植物生长发育的影响
        1.1.2 对光合作用的影响
    1.2 植物对重金属的吸收、转运及分布
        1.2.1 植物对重金属的吸收与转运
        1.2.2 植物不同器官中重金属的分布
    1.3 植物对重金属的耐受机制
        1.3.1 植物的避性机制
        1.3.2 植物的耐性机制
    1.4 HMA基因家族研究现状
    1.5 生物质高粱目的基因表达谱的研究方法
        1.5.1 转录组概述
        1.5.2 实时荧光定量PCR
        1.5.3 酵母异源表达
    1.6 研究目的意义与技术路线
        1.6.1 课题来源
        1.6.2 目的意义
        1.6.3 主要研究内容
        1.6.4 技术路线图
2 镉胁迫下生物质高粱的生理生化响应
    2.1 材料、仪器与试剂
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验试剂
    2.2 试验方法
    2.3 结果与分析
    2.4 小结
3 SoHMA3基因全长克隆与生物信息学分析
    3.1 材料、仪器与试剂
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验仪器
        3.1.3 试剂与试剂盒
    3.2 试验方法
        3.2.1 生物质高粱SoHMA3目的基因的筛选
        3.2.2 生物质高粱总RNA的提取
        3.2.3 第一链cDNA的合成
        3.2.4 SoHMA3基因全长克隆
        3.2.5 生物信息学分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 生物质高粱HMA家族基因差异分析
        3.3.2 生物质高粱总RNA提取
        3.3.3 生物质高粱SoHMA3基因全长扩增
        3.3.4 测序结果
        3.3.5 生物信息学分析
    3.4 小结
4 生物质高粱SoHMA3的酵母表达
    4.1 实验材料、仪器与试剂
        4.1.1 载体与菌株
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 药品与试剂
        4.1.4 相关试剂的配制
    4.2 实验方法
        4.2.1 构建酵母表达载体
        4.2.2 重组子的转化与验证
        4.2.3 质粒提取
        4.2.4 质粒双酶切验证
        4.2.5 酵母感受态制备
        4.2.6 重组表达载体的遗传转化
        4.2.7 菌液PCR验证
        4.2.8 镉抗性和敏感性分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 表达载体的构建与鉴定
        4.3.2 重组质粒的鉴定
        4.3.3 重组酵母敏感性分析
    4.4 小结
5 SoHMA3基因功能分析
    5.1 材料、仪器与试剂
        5.1.1 实验材料
        5.1.2 实验仪器
        5.1.3 实验试剂
    5.2 试验方法
        5.2.1 总RNA的提取
        5.2.2 qRT-PCR模板链的合成
        5.2.3 荧光定量引物设计
        5.2.4 实时荧光定量
    5.3 结果与分析
        5.3.1 总RNA的提取
        5.3.2 荧光定量引物特异性分析
        5.3.3 SoHMA3的时空及组织表达差异分析
    5.4 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 不足和展望
参考文献
附录A 硕士期间的主要研究成果
致谢



本文编号:4020173

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