大豆虫害响应相关基因的功能分析
发布时间：2023-04-03 21:13
虫害是影响大豆产量和品质的主要因素之一。本实验室前期完成了抗、感虫大豆材料对棉铃虫虫害前后数字基因表达谱的差异分析,结果发现抗虫野生大豆ED059叶片中有大量基因的表达在虫害后发生了显著的变化。为了研究大豆的虫害响应机制,本研究特异挑出两个表达量显著上调的基因(GsSQM1、GmMYB010)转入拟南芥中进行了初步功能研究。1.GsSQM1预测为鲨烯单加氧酶基因。已有的研究表明,鲨烯单加氧酶及其下游的氧化鲨烯环化酶是植物甾醇和三萜类物质合成途径的两种关键酶。本研究在拟南芥中过量表达GsSQM1基因,然后利用棉铃虫初孵幼虫对纯合转基因株系进行抗虫性鉴定。结果发现,转GsSQM1基因的拟南芥植株显著感虫,说明鲨烯单加氧酶催化产生的代谢产物可能有利于昆虫生长发育。为了解析鲨烯单加氧酶下游代谢途径对棉铃虫生长发育的影响,本研究挑选了四个拟南芥氧化鲨烯环化酶基因(AtCAS1,AtLAS1,AtPEN3,AtLUP5)展开了进一步功能研究。AtCAS1基因编码的环阿屯醇合成酶和AtLAS1基因编码的羊毛甾醇合成酶是植物甾醇合成支路中的关键调控元件,AtLUP5基因编码的羽扇豆醇合成酶和AtPEN...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
英文缩略表
第一章 引言
1.1 植物抗虫防御机制
1.1.1 植物防御蛋白抗虫性研究
1.1.2 植物次生代谢物抗虫性研究
1.1.2.1 植物次生代谢物分类和抗虫作用
1.1.2.2 三萜类次生物质抗虫功能研究
1.1.2.3 植物甾醇和三萜皂苷的生物合成途径
1.1.2.4 植物甾醇与三萜类物质合成途径中的关键酶
1.2 植物防御相关的重要调控因子
1.2.1 植物MYB转录因子研究概述
1.2.1.1 植物中MYB类转录因子的结构特征与分类
1.2.1.2 MYB转录因子的生物学功能
1.2.1.3 植物中MYB-related类转录因子
1.3 大豆抗食叶性害虫育种研究概述
1.3.1 大豆食叶性害虫危害
1.3.2 大豆抗虫育种研究
1.4 本研究的目的与意义
1.5 实验方案和技术路线
第二章 鲨烯单加氧酶基因及其下游的四个氧化鲨烯环化酶基因的功能验证
2.1 材料和方法
2.1.1 材料
2.1.2 植物培养和组织取样
2.1.3 植物RNA提取
2.1.4 cDNA模板的合成
2.1.5 过表达载体的构建
2.1.5.1 PCR扩增目的基因的CDS片段
2.1.5.2 Gateway克隆技术构建GsSQM1基因的过表达载体
2.1.5.3 酶切法构建AtCAS1，AtLAS1，AtLUP5，AtPEN3基因的过表达载体
2.1.6 农杆菌转化
2.1.7 拟南芥遗传转化、筛选及表达量鉴定
2.1.8 拟南芥植株的抗虫性鉴定方法摸索
2.1.9 转基因拟南芥植株的抗虫性鉴定
2.2 结果与分析
2.2.1 野生大豆鲨烯单加氧酶基因（GsSQM1）植物过表达载体的构建
2.2.2 转GsSQM1基因拟南芥纯合株系相对表达量检测和抗虫性鉴定
2.2.3 拟南芥四个氧化鲨烯环化酶基因克隆和植物表达载体构建
2.2.4 拟南芥四个氧化鲨烯环化酶基因过表达转基因拟南芥抗虫性鉴定
2.3 讨论和小结
第三章 大豆GmMYB010基因与其拟南芥同源基因AtMYB010的功能差异分析
3.1 材料与方法
3.1.1 材料
3.1.2 生物信息学分析
3.1.3 基因克隆和序列分析
3.1.4 过表达载体构建、转化和转基因纯合体筛选
3.1.5 组织特异性表达分析
3.1.6 亚细胞定位
3.1.7 转录激活功能分析
3.1.8 过表达转基因拟南芥表型观察和鉴定
3.1.9 GmMYB010过表达转基因拟南芥抗虫性鉴定
3.1.10 独脚金内酯代谢通路相关基因与AtMYB010基因协同表达分析
3.2 结果与分析
3.2.1 GmMYB010基因的筛选和序列分析
3.2.2 GmMYB010与AtMYB010组织表达特性分析和基因克隆
3.2.3 GmMYB010与At MYB010的亚细胞定位分析
3.2.4 GmMYB010与At MYB010转录因子活性分析
3.2.5 GmMYB010与AtMYB010过表达植株表型观察比较
3.2.6 GmMYB010过表达转基因拟南芥抗虫性鉴定
3.2.7 AtMYB010基因过表达影响独脚金内酯代谢通路
3.3 讨论和小结
第四章 全文结论
参考文献
附录
致谢
作者简历
本文编号：3781158
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
英文缩略表
第一章 引言
1.1 植物抗虫防御机制
1.1.1 植物防御蛋白抗虫性研究
1.1.2 植物次生代谢物抗虫性研究
1.1.2.1 植物次生代谢物分类和抗虫作用
1.1.2.2 三萜类次生物质抗虫功能研究
1.1.2.3 植物甾醇和三萜皂苷的生物合成途径
1.1.2.4 植物甾醇与三萜类物质合成途径中的关键酶
1.2 植物防御相关的重要调控因子
1.2.1 植物MYB转录因子研究概述
1.2.1.1 植物中MYB类转录因子的结构特征与分类
1.2.1.2 MYB转录因子的生物学功能
1.2.1.3 植物中MYB-related类转录因子
1.3 大豆抗食叶性害虫育种研究概述
1.3.1 大豆食叶性害虫危害
1.3.2 大豆抗虫育种研究
1.4 本研究的目的与意义
1.5 实验方案和技术路线
第二章 鲨烯单加氧酶基因及其下游的四个氧化鲨烯环化酶基因的功能验证
2.1 材料和方法
2.1.1 材料
2.1.2 植物培养和组织取样
2.1.3 植物RNA提取
2.1.4 cDNA模板的合成
2.1.5 过表达载体的构建
2.1.5.1 PCR扩增目的基因的CDS片段
2.1.5.2 Gateway克隆技术构建GsSQM1基因的过表达载体
2.1.5.3 酶切法构建AtCAS1，AtLAS1，AtLUP5，AtPEN3基因的过表达载体
2.1.6 农杆菌转化
2.1.7 拟南芥遗传转化、筛选及表达量鉴定
2.1.8 拟南芥植株的抗虫性鉴定方法摸索
2.1.9 转基因拟南芥植株的抗虫性鉴定
2.2 结果与分析
2.2.1 野生大豆鲨烯单加氧酶基因（GsSQM1）植物过表达载体的构建
2.2.2 转GsSQM1基因拟南芥纯合株系相对表达量检测和抗虫性鉴定
2.2.3 拟南芥四个氧化鲨烯环化酶基因克隆和植物表达载体构建
2.2.4 拟南芥四个氧化鲨烯环化酶基因过表达转基因拟南芥抗虫性鉴定
2.3 讨论和小结
第三章 大豆GmMYB010基因与其拟南芥同源基因AtMYB010的功能差异分析
3.1 材料与方法
3.1.1 材料
3.1.2 生物信息学分析
3.1.3 基因克隆和序列分析
3.1.4 过表达载体构建、转化和转基因纯合体筛选
3.1.5 组织特异性表达分析
3.1.6 亚细胞定位
3.1.7 转录激活功能分析
3.1.8 过表达转基因拟南芥表型观察和鉴定
3.1.9 GmMYB010过表达转基因拟南芥抗虫性鉴定
3.1.10 独脚金内酯代谢通路相关基因与AtMYB010基因协同表达分析
3.2 结果与分析
3.2.1 GmMYB010基因的筛选和序列分析
3.2.2 GmMYB010与AtMYB010组织表达特性分析和基因克隆
3.2.3 GmMYB010与At MYB010的亚细胞定位分析
3.2.4 GmMYB010与At MYB010转录因子活性分析
3.2.5 GmMYB010与AtMYB010过表达植株表型观察比较
3.2.6 GmMYB010过表达转基因拟南芥抗虫性鉴定
3.2.7 AtMYB010基因过表达影响独脚金内酯代谢通路
3.3 讨论和小结
第四章 全文结论
参考文献
附录
致谢
作者简历
本文编号：3781158
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