Gh3β-HSD基因在棉花纤维发育中的功能

发布时间：2021-10-10 14:05

　　棉花是世界上最重要的天然纤维作物之一,我国是世界上主要的棉花生产国和消费国,棉花在我国国民经济中占有重要地位。棉花纤维是棉花的主要产品,其生长发育过程决定了成熟纤维的产量和品质。同时,棉花纤维作为极度伸长的植物细胞,是研究植物细胞分化、生长和次生壁增厚的理想材料,因此研究棉花纤维具有重要的理论意义和应用价值。棉花纤维细胞是棉花胚珠外珠被表皮细胞经分化突起和极性伸长而成的单细胞。其生长发育过程分为四个既明显区分又有所重叠的时期：纤维细胞起始期,纤维细胞伸长期,次生壁增厚期和脱水成熟期。近年来,许多研究者致力于探究纤维发育的分子机制,但迄今为止,调控纤维发育的关键基因和调控机理还不甚清楚。植物固醇是植物中一大类具有甾环结构的物质,其中含量较高的有谷固醇、菜油固醇和豆甾醇等。植物固醇既是植物激素油菜素类固醇（BRs）的合成前体,也是生物膜的组成成分之一,对生物膜的流动性和透性有调控作用,因此在植物生长发育中具有重要作用。纤维细胞生长过程中生物膜面积的扩大十分明显,是变化剧烈的细胞器之一。作为膜组成成分和膜性质调控因子的植物固醇可能在纤维发育中具有重要作用。C-4去甲基反应是固醇合成中的一个关... 

【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】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 棉花纤维发育研究进展
        1.1.1 棉花纤维发育过程
        1.1.2 植物激素在纤维发育中的作用
            1.1.2.1 激素对棉纤维细胞分化的作用
            1.1.2.2 激素对棉纤维细胞伸长的作用
            1.1.2.3 激素对棉纤维次生壁增厚的作用
        1.1.3 植物激素相关基因在纤维发育中的功能
    1.2 植物固醇的研究进展
        1.2.1 植物固醇的合成途径及相关基因
        1.2.2 固醇类物质的生物功能研究
        1.2.3 植物固醇对纤维发育的作用
    1.3 C4-去甲基反应的研究进展
        1.3.1 C4-去甲基反应在固醇合成中的作用和地位
        1.3.2 植物中HSD的研究进展
第二章 引言
    2.1 立论依据
    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 菌株和载体
        3.1.3 主要试剂和耗材
        3.1.4 主要仪器设备
        3.1.5 主要溶液和培养基配方
            3.1.5.1 核酸操作所用溶液
            3.1.5.2 细菌培养所用溶液和培养基
            3.1.5.3 植物组织培养所用溶液和培养基
    3.2 方法
        3.2.1 植物基因组DNA的提取
        3.2.2 植物总RNA的提取
        3.2.3 cDNA一链的合成
        3.2.4 DNA片段的回收、连接
        3.2.5 大肠杆菌感受态的制备
        3.2.6 大肠杆菌的转化
        3.2.7 Quantitative Real-Time PCR分析
        3.2.8 农杆菌感受态的制备
        3.2.9 农杆菌的转化
        3.2.10 烟草的遗传转化
        3.2.11 棉花的遗传转化
        3.2.12 GUS组织化学染色
        3.2.13 超量表达Gh3β-HSD转基因烟草的鉴定
        3.2.14 转基因棉花的鉴定
        3.2.15 转基因植株表型变异观察
        3.2.16 转基因烟草盐胁迫实验
        3.2.17 胚珠离体培养
        3.2.18 棉花胚珠离体培养抑制剂实验
        3.2.19 棉花叶片胚珠纤维中激素的提取和检测
第四章 结果与分析
    4.1 Gh3β-HSD的克隆和序列分析
        4.1.1 Gh3β-HSD基因的cDNA序列和推导的氨基酸序列
        4.1.2 Gh3β-HSD氨基酸序列的同源性分析
        4.1.3 Gh3β-HSD系统进化分析
        4.1.4 Gh3β-HSD跨膜结构分析
        4.1.5 Gh3β-HSD基因组结构分析
    4.2 Gh3β-HSD的表达分析
        4.2.1 Gh3β-HSD在棉花不同组织和器官中的表达特征
        4.2.2 Gh3β-HSD在纤维和胚珠发育过程中的表达
        4.2.3 Gh3β-HSD启动子的克隆和序列分析
        4.2.4 构建启动子分析植物表达载体
        4.2.5 烟草遗传转化和转基因植株鉴定
        4.2.6 Gh3β-HSD启动子在转基因烟草中的表达特征
        4.2.7 HSDp2的诱导表达特征
    4.3 Gh3β-HSD基因植物表达载体构建
    4.4 超量表达Gh3β-HSD基因促进转基因烟草侧根发育
    4.5 超量表达Gh3β-HSD基因对转基因棉花及纤维生长的影响
        4.5.1 超量表达Gh3β-HSD转基因棉花的鉴定
        4.5.2 超量表达Gh3β-HSD对棉花生长发育的影响
        4.5.3 Gh3β-HSD表达水平增加对纤维生长发育的影响
            4.5.3.1 超量表达Gh3β-HSD抑制纤维细胞起始和伸长
            4.5.3.2 超量表达Gh3β-HSD抑制纤维的伸长
            4.5.3.3 超量表达Gh3β-HSD降低了对抑制剂的敏感性
            4.5.3.4 超量表达Gh3β-HSD对成熟纤维长度的影响
            4.5.3.5 超量表达Gh3β-HSD对种子发育的影响
        4.5.4 超量表达Gh3β-HSD T1代转基因棉花分析
    4.6 反义抑制Gh3β-HSD基因转基因棉花的鉴定
        4.6.1 反义抑制Gh3β-HSD转基因棉花的鉴定
        4.6.2 Gh3β-HSD表达水平下调对棉花生长发育的影响
        4.6.3 反义抑制Gh3β-HSD对纤维生长发育的影响
    4.7 反义抑制Gh3β-HSD转基因植株叶片中相关基因的表达
第五章 讨论与结论
    5.1 讨论
        5.1.1 Gh3β-HSD在植株生长发育过程中的作用
        5.1.2 Gh3β-HSD对棉花纤维生长发育的影响
        5.1.3 Gh3β-HSD对棉花胚珠生长发育的影响
    5.2 结论
        5.2.1 克隆了棉花中3β-HSD的同源基因Gh3β-HSD
        5.2.2 分析了Gh3β-HSD基因的表达特征
        5.2.3 通过转基因烟草分析了Gh3β-HSD基因启动子的功能
        5.2.4 通过转基因烟草分析了Gh3β-HSD基因功能
        5.2.5 Gh3β-HSD表达水平的变化影响了棉花植株的发育
        5.2.6 Gh3β-HSD表达水平的变化对棉花纤维生长发育的影响
参考文献
致谢
附录1 缩略词表
附录2 攻读硕士学位期间参加的主要科研项目
附录3 攻读硕士学位期间发表的文章


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3428521