ABA对逆境胁迫下小桐子脯氨酸和甜菜碱代谢的影响及抗逆相关基因的克隆与功能分析
发布时间：2023-03-05 21:18
小桐子作为一种新兴的能源植物,因其种子含油量高,油质近似柴油,受到了广泛的关注。作为热带起源的树种,低温和干旱成为限制其地域分布和产量的主要因素。脯氨酸和甜菜碱是两种有特殊功效的代谢相容性物质,也是植物中最重要的渗透调节剂。研究表明,渗透和低温胁迫可诱导植物体内积累大量的脯氨酸,但对其具体的调控机理还报导较少。脱落酸(abscisic acid,ABA)是植物感应逆境胁迫的信号分子,作为重要的胁迫激素在植物感受逆境胁迫信号、提高其抗逆性起着重要作用。另有研究表明,ABA参与了逆境胁迫下脯氨酸和甜菜碱积累的调控过程,但是ABA促进低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸和甜菜碱积累及增强其耐冷性的机制还不清楚。本研究以小桐子幼苗为实验材料,研究了ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸和甜菜碱积累的影响,以及渗透胁迫对小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响,并克隆了相关基因的编码区(Coding sequences,CDS),对其进行了生物信息学分析及功能的初步鉴定。主要结果如下:1.ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响低温胁迫(5℃)可促进小桐子幼苗体内脯氨酸的积累,上调P5CS和OA...
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略表
第1章 研究背景与综述
1.1 脯氨酸和甜菜碱在植物响应和适应逆境胁迫中的作用
1.1.1 脯氨酸在植物响应和适应逆境胁迫中的作用
1.1.2 甜菜碱在植物响应和适应逆境胁迫中的作用
1.2 ABA对逆境胁迫下植物脯氨酸代谢的调控
1.2.1 高等植物体内脯氨酸代谢的合成和降解途径
1.2.2 ABA对逆境胁迫下植物体内脯氨酸代谢和积累的影响
1.3 ABA对逆境胁迫下植物甜菜碱代谢的调控
1.3.1 高等植物体内甜菜碱代谢的合成和降解途径
1.3.2 ABA对逆境胁迫下植物体内甜菜碱代谢和积累的影响
1.4 植物对逆境响应和适应的相关基因的分离鉴定
1.5 低温和干旱是限制小桐子广泛分布的主要因素
1.6 本论文的研究目的及意义
第2章 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 材料及培养
2.2.2 低温胁迫
2.2.3 脯氨酸含量及其代谢关键酶活性的测定
2.2.4 RNA提取和RT-qPCR
2.2.5 数据处理
2.3 结果与分析
2.3.1 不同浓度ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸含量的影响
2.3.2 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢关键酶活性的影响
2.3.3 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗JcP5CS基因表达的影响
2.4 讨论
第3章 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗耐冷性及甜菜碱积累的影响
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 材料及培养
3.2.2 低温胁迫
3.2.3 测定方法
3.2.3.1 存活率测定
3.2.3.2 电解质渗漏率、丙二醛(MDA)含量和根系活力的测定
3.2.3.3 甜菜碱含量和BADH酶活性的测定
3.2.3.4 RNA提取和RT-qPCR
3.2.4 数据处理
3.3 结果与分析
3.3.1 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗耐冷性的影响
3.3.2 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗甜菜碱积累的影响
3.4 讨论
第4章 渗透胁迫对小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响
4.1 引言
4.2 实验材料和方法
4.2.1 材料及培养
4.2.2 PEG模拟渗透胁迫
4.2.3 脯氨酸含量及其代谢关键酶活性的测定
4.2.4 RNA提取和RT-PCR分析
4.2.5 数据处理
4.3 结果与分析
4.3.1 不同浓度PEG 6000处理对小桐子幼苗脯氨酸含量的影响
4.3.2 10%和15% PEG 6000处理对小桐子幼苗脯氨酸含量的影响
4.3.3 10%和15% PEG 6000处理对小桐子幼苗脯氨酸代谢关键酶活性的影响
4.3.4 10% PEG 6000处理下小桐子幼苗脯氨酸代谢关键酶基因的表达差异
4.4 讨论
第5章 小桐子抗逆相关基因的克隆及其重组酵母的抗逆功能分析
5.1 引言
5.2 材料
5.2.1 大肠杆菌
5.2.2 酵母菌
5.2.3 克隆载体与表达载体
5.2.4 主要的试剂和耗材
5.2.4.1 生化试剂与分子生物学试剂
5.2.4.2 常用试剂配制
5.2.4.3 主要仪器设备
5.3 实验方法
5.3.1 酵母感受态细胞制备
5.3.2 JcICE1与JcOAT基因CDS的克隆
5.3.3 酵母表达载体pYES2-Jc ICE1/Jc OAT的构建
5.3.4 重组质粒p YES2-Jc ICE1/Jc OAT的酵母转化及鉴定
5.3.5 pYES2-Jc ICE1/Jc OAT重组酵母菌的抗逆境分析
5.3.6 各逆境胁迫下重组酵母的生长曲线绘制
5.4 结果与分析
5.4.1 JcICE1与JcOAT基因CDS的克隆
5.4.2 基因的生物信息学分析
5.4.3 酵母表达载体的构建及鉴定
5.4.4 重组酵母菌的抗逆性分析
5.5 讨论
第6章 小桐子热稳定蛋白基因JcSP1的克隆及其转基因烟草抗逆性分析
6.1 引言
6.2 材料
6.2.1 实验材料
6.2.2 主要试剂和耗材
6.2.2.1 生化和分子生物学试剂
6.2.2.2 培养基的配制
6.2.2.3 激素和抗生素
6.3 实验方法
6.3.1 烟草种子的消毒及无菌苗培养
6.3.2 烟草基因组DNA提取
6.3.3 转基因烟草半定量RT-PCR
6.3.4 农杆菌感受态细胞的制备
6.3.5 SP1植物转化载体的构建
6.3.5.1 全长JcSP1基因CDS的扩增
6.3.5.2 载体片段pCAMBIA3301的制备
6.3.5.3 连接、转化及鉴定
6.3.6 质粒pCAMBIA3301-JcSP1转化农杆菌感受态细胞及转化子鉴定
6.3.7 转化烟草的农杆菌培养
6.3.8 叶盘法转化烟草及转基因烟草的无菌培养
6.3.9 JcSP1转基因烟草植株的鉴定
6.3.10 JcSP1转基因烟草植株室外培养
6.3.11 JcSP1当代转基因烟草植株的RT-PCR分析
6.3.12 JcSP1转基因烟草T1代种子的抗逆性实验
6.3.12.1 温度胁迫处理
6.3.12.2 盐胁迫和渗透胁迫处理
6.4 结果与分析
6.4.1 JcSP1植物表达载体的构建
6.4.2 JcSP1基因核酸序列分析
6.4.2.1 JcSP1基因DNA序列分析
6.4.2.2 JcSP1氨基酸序列保守区域鉴定
6.4.3 JcSP1叶盘法转化烟草及无菌培养
6.4.4 JcSP1转基因烟草植株的鉴定
6.4.5 JcSP1 T0代转基因烟草植株RT-PCR分析
6.4.6 JcSP1转基因烟草植株的室外培养
6.4.7 JcSP1 T1代转基因烟草种子在逆境胁迫下萌发的初步分析
6.5 讨论
第7章 研究结论与展望
7.1 研究结论
7.2 研究展望
参考文献
致谢
课题资助及论文发表情况
本文编号：3756935
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略表
第1章 研究背景与综述
1.1 脯氨酸和甜菜碱在植物响应和适应逆境胁迫中的作用
1.1.1 脯氨酸在植物响应和适应逆境胁迫中的作用
1.1.2 甜菜碱在植物响应和适应逆境胁迫中的作用
1.2 ABA对逆境胁迫下植物脯氨酸代谢的调控
1.2.1 高等植物体内脯氨酸代谢的合成和降解途径
1.2.2 ABA对逆境胁迫下植物体内脯氨酸代谢和积累的影响
1.3 ABA对逆境胁迫下植物甜菜碱代谢的调控
1.3.1 高等植物体内甜菜碱代谢的合成和降解途径
1.3.2 ABA对逆境胁迫下植物体内甜菜碱代谢和积累的影响
1.4 植物对逆境响应和适应的相关基因的分离鉴定
1.5 低温和干旱是限制小桐子广泛分布的主要因素
1.6 本论文的研究目的及意义
第2章 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 材料及培养
2.2.2 低温胁迫
2.2.3 脯氨酸含量及其代谢关键酶活性的测定
2.2.4 RNA提取和RT-qPCR
2.2.5 数据处理
2.3 结果与分析
2.3.1 不同浓度ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸含量的影响
2.3.2 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢关键酶活性的影响
2.3.3 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗JcP5CS基因表达的影响
2.4 讨论
第3章 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗耐冷性及甜菜碱积累的影响
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 材料及培养
3.2.2 低温胁迫
3.2.3 测定方法
3.2.3.1 存活率测定
3.2.3.2 电解质渗漏率、丙二醛(MDA)含量和根系活力的测定
3.2.3.3 甜菜碱含量和BADH酶活性的测定
3.2.3.4 RNA提取和RT-qPCR
3.2.4 数据处理
3.3 结果与分析
3.3.1 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗耐冷性的影响
3.3.2 ABA对低温胁迫下小桐子幼苗甜菜碱积累的影响
3.4 讨论
第4章 渗透胁迫对小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响
4.1 引言
4.2 实验材料和方法
4.2.1 材料及培养
4.2.2 PEG模拟渗透胁迫
4.2.3 脯氨酸含量及其代谢关键酶活性的测定
4.2.4 RNA提取和RT-PCR分析
4.2.5 数据处理
4.3 结果与分析
4.3.1 不同浓度PEG 6000处理对小桐子幼苗脯氨酸含量的影响
4.3.2 10%和15% PEG 6000处理对小桐子幼苗脯氨酸含量的影响
4.3.3 10%和15% PEG 6000处理对小桐子幼苗脯氨酸代谢关键酶活性的影响
4.3.4 10% PEG 6000处理下小桐子幼苗脯氨酸代谢关键酶基因的表达差异
4.4 讨论
第5章 小桐子抗逆相关基因的克隆及其重组酵母的抗逆功能分析
5.1 引言
5.2 材料
5.2.1 大肠杆菌
5.2.2 酵母菌
5.2.3 克隆载体与表达载体
5.2.4 主要的试剂和耗材
5.2.4.1 生化试剂与分子生物学试剂
5.2.4.2 常用试剂配制
5.2.4.3 主要仪器设备
5.3 实验方法
5.3.1 酵母感受态细胞制备
5.3.2 JcICE1与JcOAT基因CDS的克隆
5.3.3 酵母表达载体pYES2-Jc ICE1/Jc OAT的构建
5.3.4 重组质粒p YES2-Jc ICE1/Jc OAT的酵母转化及鉴定
5.3.5 pYES2-Jc ICE1/Jc OAT重组酵母菌的抗逆境分析
5.3.6 各逆境胁迫下重组酵母的生长曲线绘制
5.4 结果与分析
5.4.1 JcICE1与JcOAT基因CDS的克隆
5.4.2 基因的生物信息学分析
5.4.3 酵母表达载体的构建及鉴定
5.4.4 重组酵母菌的抗逆性分析
5.5 讨论
第6章 小桐子热稳定蛋白基因JcSP1的克隆及其转基因烟草抗逆性分析
6.1 引言
6.2 材料
6.2.1 实验材料
6.2.2 主要试剂和耗材
6.2.2.1 生化和分子生物学试剂
6.2.2.2 培养基的配制
6.2.2.3 激素和抗生素
6.3 实验方法
6.3.1 烟草种子的消毒及无菌苗培养
6.3.2 烟草基因组DNA提取
6.3.3 转基因烟草半定量RT-PCR
6.3.4 农杆菌感受态细胞的制备
6.3.5 SP1植物转化载体的构建
6.3.5.1 全长JcSP1基因CDS的扩增
6.3.5.2 载体片段pCAMBIA3301的制备
6.3.5.3 连接、转化及鉴定
6.3.6 质粒pCAMBIA3301-JcSP1转化农杆菌感受态细胞及转化子鉴定
6.3.7 转化烟草的农杆菌培养
6.3.8 叶盘法转化烟草及转基因烟草的无菌培养
6.3.9 JcSP1转基因烟草植株的鉴定
6.3.10 JcSP1转基因烟草植株室外培养
6.3.11 JcSP1当代转基因烟草植株的RT-PCR分析
6.3.12 JcSP1转基因烟草T1代种子的抗逆性实验
6.3.12.1 温度胁迫处理
6.3.12.2 盐胁迫和渗透胁迫处理
6.4 结果与分析
6.4.1 JcSP1植物表达载体的构建
6.4.2 JcSP1基因核酸序列分析
6.4.2.1 JcSP1基因DNA序列分析
6.4.2.2 JcSP1氨基酸序列保守区域鉴定
6.4.3 JcSP1叶盘法转化烟草及无菌培养
6.4.4 JcSP1转基因烟草植株的鉴定
6.4.5 JcSP1 T0代转基因烟草植株RT-PCR分析
6.4.6 JcSP1转基因烟草植株的室外培养
6.4.7 JcSP1 T1代转基因烟草种子在逆境胁迫下萌发的初步分析
6.5 讨论
第7章 研究结论与展望
7.1 研究结论
7.2 研究展望
参考文献
致谢
课题资助及论文发表情况
本文编号：3756935
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/lylw/3756935.html
