水曲柳Fm4CL家族基因克隆及功能分析
发布时间：2022-07-11 18:23
本研究以水曲柳为材料,克隆15个水曲柳4CL基因,分别命名为Fm4CL1-Fm4CL15,已上传至NCBI并获得登录号。对15个水曲柳Fm4CL基因进行了生物信息学及表达模式分析。构建了植物表达载体pBI121-Fm4CL2和pBI121-Fm4CL4,并成功转化烟草,获得转基因植株。测定转基因烟草中木质素、纤维素和半纤维素的含量及木质素合成途径相关酶PAL和POD的含量。并通过显微切片观察对比分析了转基因与非转基因烟草木质部细胞大小及形态差异。初步揭示了水曲柳Fm4CL的表达模式及功能。主要研究结果如下:1、水曲柳Fm4CL基因生物信息学分析本研究对15个Fm4CL全长基因进行了生物信息学分析。利用在线分析软件分析了理化性质,并对其蛋白结构进行了分析。结果表明,Fm4CL2、Fm4CL3、Fm4CL6、Fm4CL10、Fm4CL14 为不稳定蛋白,其余为稳定蛋白。Fm4CL1、Fm4CL3、Fm4CL4、Fm4CL7、Fm4CL8、Fm4CL10为亲水性蛋白,其余为疏水性蛋白。全部的Fm4CL蛋白有跨膜结构域,说明Fm4CL蛋白具有跨膜能力。全部的Fm4CL蛋白都是由α螺旋、延伸链、...
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 木质素简介
1.1.1 木质素结构特征
1.1.2 木质素生物合成途径
1.2 4-香豆酸辅酶A链接酶(4CL)简介
1.2.1 4-香豆酸辅酶A链接酶(4CL)基因研究进展
1.2.2 4-香豆酸辅酶A链接酶(4CL)分类
1.3 应拉木及水曲柳简介
1.3.1 应拉木简介
1.3.2 应拉木的研究进展
1.3.3 水曲柳简介
1.4 本研究的目的和意义
2 水曲柳Fm4CL基因生物信息学及表达模式分析
2.1 材料与方法
2.1.1 实验材料
2.1.2 主要试剂及药品
2.1.3 水曲柳应拉处理
2.1.4 水曲柳Fm4CL生物信息学分析
2.1.5 水曲柳总RNA的提取(Tris-CTAB法)
2.1.6 消化
2.1.7 RNA浓度的测定
2.1.8 反转录
2.1.9 PCR
2.1.10 实时荧光定量PCR
2.2 结果与分析
2.2.1 Fm4CL生物信息学分析
2.2.2 Fm4CL表达模式分析
2.3 讨论
2.4 本章小结
3 水曲柳Fm4CL基因的表达载体的构建及遗传转化
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料
3.1.2 菌种与载体
3.1.3 主要试剂及药品
3.1.4 水曲柳Fm4CL2、Fm4CL4全长基因的获得
3.1.5 目的基因与pMD18-T载体的连接及转化
3.1.6 大肠杆菌质粒的提取
3.1.7 表达载体pBI121-Fm4CL2/Fm4CL4的构建
3.1.8 三亲杂交法转化根瘤农杆菌
3.1.9 根癌农杆菌介导的烟草遗传转化
3.1.10 转基因烟草DNA的提取
3.1.11 转基因烟草的分子鉴定
3.2 结果与分析
3.2.1 植物表达载体的构建与鉴定
3.2.2 转基因烟草的转化
3.2.3 转基因烟草DNA和RNA提取结果
3.2.4 转基因烟草分子鉴定
3.3 讨论
3.4 本章小结
4 转基因烟草的鉴定及基因功能分析
4.1 实验材料与方法
4.1.1 实验材料
4.1.2 转基因烟草的移栽
4.1.3 转基因烟草GUS检测
4.1.4 转基因烟草木质素、纤维素和半纤维素的测定
4.1.5 转基因烟草PAL和POD酶活性的测定
4.1.6 转基因烟草永久石蜡切片的制备
4.2 结果与分析
4.2.1 转基因烟草的移栽
4.2.2 转基因烟草的GUS染色
4.2.3 转基因烟草木质素、纤维素和半纤维素的测定结果
4.2.4 转基因烟草PAL和POD酶活性的测定结果
4.2.5 转基因烟草切片观察结果
4.3 讨论
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水曲柳胚后熟时期MSAP分析[J]. 丛建民,陈凤清,沈海龙,李玉花,张鹏,杨玲. 南京林业大学学报(自然科学版). 2015(03)
[2]白桦BpNOS基因的生物信息及表达模式分析[J]. 周姗,孙丰坤,姜涛,詹亚光,曾凡锁. 中草药. 2015(08)
[3]水曲柳结构域重新甲基化酶DRM基因片段的克隆及同源性分析[J]. 曾凡锁,梁楠松,王璇,詹亚光. 安徽农业科学. 2013(24)
[4]欧美杨107正常木与应拉木纤维形态和化学组成比较[J]. 周亮,刘盛全,高慧,钱良存. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2012(02)
[5]人工倾斜杨树应拉木内源激素分布规律的初步研究[J]. 余敏,刘盛全,檀华蓉. 安徽农业大学学报. 2011(06)
[6]氮气吸附法表征杨木应拉木的孔隙结构[J]. 苌姗姗,胡进波,Clair Bruno,Quignard Francoise. 林业科学. 2011(10)
[7]植物4CL基因家族结构功能与表达特性研究进展[J]. 杨婷,潘翔,饶国栋,陆海. 成都大学学报(自然科学版). 2011(01)
[8]营养胁迫对拟南芥4CL基因表达的影响研究[J]. 向静,林建中,赵小英,唐冬英,刘选明. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(03)
[9]不同干燥预处理对杨木应拉木孔隙结构的影响[J]. 苌姗姗,胡进波,赵广杰. 北京林业大学学报. 2011(02)
[10]东方山羊豆4香豆酸:辅酶A连接酶（4CL）基因的克隆和荧光定量表达分析[J]. 杨冬梅,王学敏,高洪文,Dzyubenko Nikolay,Chapurin Vladimir,韩永增,宋清晓,董洁. 草地学报. 2010(04)
博士论文
[1]绒毛白蜡表达谱分析及MYB基因的克隆和功能研究[D]. 李田.山东师范大学 2014
[2]毛白杨4CL基因启动子及APX的结构与功能研究[D]. 潘翔.北京林业大学 2013
[3]白桦木质素合成苯丙氨酸途径相关酶基因的表达和功能分析[D]. 宋福南.东北林业大学 2009
[4]白桦木质素生物合成酶基因分离及遗传转化的研究[D]. 刘雪梅.东北林业大学 2005
硕士论文
[1]水曲柳与暴马丁香体胚发生褐化外植体的生理生化状态的研究[D]. 崔雪梅.东北林业大学 2015
[2]白桦BpCCR基因的功能研究和应力木转录组分析[D]. 张岩.东北林业大学 2012
[3]人工授力树干杨树应拉木内源激素分布规律及主要木材性质的研究[D]. 刘群燕.安徽农业大学 2010
[4]苜蓿抗逆基因的cDNA克隆和转基因烟草功能的初步验证[D]. 曾光.新疆农业大学 2010
[5]小黑杨应拉木茎形成层cDNA文库构建及相关基因表达分析[D]. 赵桂媛.东北林业大学 2010
[6]桑树苯丙氨酸解氨酶基因的克隆及生物信息学分析[D]. 张乐伟.山东农业大学 2009
[7]沙冬青低温诱导基因转化烟草及转基因植物的抗寒性研究[D]. 陈奕吟.北京林业大学 2007
本文编号：3658653
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
1 绪论
1.1 木质素简介
1.1.1 木质素结构特征
1.1.2 木质素生物合成途径
1.2 4-香豆酸辅酶A链接酶(4CL)简介
1.2.1 4-香豆酸辅酶A链接酶(4CL)基因研究进展
1.2.2 4-香豆酸辅酶A链接酶(4CL)分类
1.3 应拉木及水曲柳简介
1.3.1 应拉木简介
1.3.2 应拉木的研究进展
1.3.3 水曲柳简介
1.4 本研究的目的和意义
2 水曲柳Fm4CL基因生物信息学及表达模式分析
2.1 材料与方法
2.1.1 实验材料
2.1.2 主要试剂及药品
2.1.3 水曲柳应拉处理
2.1.4 水曲柳Fm4CL生物信息学分析
2.1.5 水曲柳总RNA的提取(Tris-CTAB法)
2.1.6 消化
2.1.7 RNA浓度的测定
2.1.8 反转录
2.1.9 PCR
2.1.10 实时荧光定量PCR
2.2 结果与分析
2.2.1 Fm4CL生物信息学分析
2.2.2 Fm4CL表达模式分析
2.3 讨论
2.4 本章小结
3 水曲柳Fm4CL基因的表达载体的构建及遗传转化
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料
3.1.2 菌种与载体
3.1.3 主要试剂及药品
3.1.4 水曲柳Fm4CL2、Fm4CL4全长基因的获得
3.1.5 目的基因与pMD18-T载体的连接及转化
3.1.6 大肠杆菌质粒的提取
3.1.7 表达载体pBI121-Fm4CL2/Fm4CL4的构建
3.1.8 三亲杂交法转化根瘤农杆菌
3.1.9 根癌农杆菌介导的烟草遗传转化
3.1.10 转基因烟草DNA的提取
3.1.11 转基因烟草的分子鉴定
3.2 结果与分析
3.2.1 植物表达载体的构建与鉴定
3.2.2 转基因烟草的转化
3.2.3 转基因烟草DNA和RNA提取结果
3.2.4 转基因烟草分子鉴定
3.3 讨论
3.4 本章小结
4 转基因烟草的鉴定及基因功能分析
4.1 实验材料与方法
4.1.1 实验材料
4.1.2 转基因烟草的移栽
4.1.3 转基因烟草GUS检测
4.1.4 转基因烟草木质素、纤维素和半纤维素的测定
4.1.5 转基因烟草PAL和POD酶活性的测定
4.1.6 转基因烟草永久石蜡切片的制备
4.2 结果与分析
4.2.1 转基因烟草的移栽
4.2.2 转基因烟草的GUS染色
4.2.3 转基因烟草木质素、纤维素和半纤维素的测定结果
4.2.4 转基因烟草PAL和POD酶活性的测定结果
4.2.5 转基因烟草切片观察结果
4.3 讨论
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水曲柳胚后熟时期MSAP分析[J]. 丛建民,陈凤清,沈海龙,李玉花,张鹏,杨玲. 南京林业大学学报(自然科学版). 2015(03)
[2]白桦BpNOS基因的生物信息及表达模式分析[J]. 周姗,孙丰坤,姜涛,詹亚光,曾凡锁. 中草药. 2015(08)
[3]水曲柳结构域重新甲基化酶DRM基因片段的克隆及同源性分析[J]. 曾凡锁,梁楠松,王璇,詹亚光. 安徽农业科学. 2013(24)
[4]欧美杨107正常木与应拉木纤维形态和化学组成比较[J]. 周亮,刘盛全,高慧,钱良存. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2012(02)
[5]人工倾斜杨树应拉木内源激素分布规律的初步研究[J]. 余敏,刘盛全,檀华蓉. 安徽农业大学学报. 2011(06)
[6]氮气吸附法表征杨木应拉木的孔隙结构[J]. 苌姗姗,胡进波,Clair Bruno,Quignard Francoise. 林业科学. 2011(10)
[7]植物4CL基因家族结构功能与表达特性研究进展[J]. 杨婷,潘翔,饶国栋,陆海. 成都大学学报(自然科学版). 2011(01)
[8]营养胁迫对拟南芥4CL基因表达的影响研究[J]. 向静,林建中,赵小英,唐冬英,刘选明. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(03)
[9]不同干燥预处理对杨木应拉木孔隙结构的影响[J]. 苌姗姗,胡进波,赵广杰. 北京林业大学学报. 2011(02)
[10]东方山羊豆4香豆酸:辅酶A连接酶（4CL）基因的克隆和荧光定量表达分析[J]. 杨冬梅,王学敏,高洪文,Dzyubenko Nikolay,Chapurin Vladimir,韩永增,宋清晓,董洁. 草地学报. 2010(04)
博士论文
[1]绒毛白蜡表达谱分析及MYB基因的克隆和功能研究[D]. 李田.山东师范大学 2014
[2]毛白杨4CL基因启动子及APX的结构与功能研究[D]. 潘翔.北京林业大学 2013
[3]白桦木质素合成苯丙氨酸途径相关酶基因的表达和功能分析[D]. 宋福南.东北林业大学 2009
[4]白桦木质素生物合成酶基因分离及遗传转化的研究[D]. 刘雪梅.东北林业大学 2005
硕士论文
[1]水曲柳与暴马丁香体胚发生褐化外植体的生理生化状态的研究[D]. 崔雪梅.东北林业大学 2015
[2]白桦BpCCR基因的功能研究和应力木转录组分析[D]. 张岩.东北林业大学 2012
[3]人工授力树干杨树应拉木内源激素分布规律及主要木材性质的研究[D]. 刘群燕.安徽农业大学 2010
[4]苜蓿抗逆基因的cDNA克隆和转基因烟草功能的初步验证[D]. 曾光.新疆农业大学 2010
[5]小黑杨应拉木茎形成层cDNA文库构建及相关基因表达分析[D]. 赵桂媛.东北林业大学 2010
[6]桑树苯丙氨酸解氨酶基因的克隆及生物信息学分析[D]. 张乐伟.山东农业大学 2009
[7]沙冬青低温诱导基因转化烟草及转基因植物的抗寒性研究[D]. 陈奕吟.北京林业大学 2007
本文编号：3658653
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