杨树GATA基因调控光合作用及营养生长的功能研究
发布时间：2023-07-24 21:14
杨树是我国北方林业生产中的主要造林树种之一,是再生生物资源和森林碳汇的组成部分,具有重要的经济和生态价值。杨树具有较强的速生性,然而影响其快速生长的限制因子很多,例如光合作用和营养元素的吸收利用。光合作用直接影响植物生物量积累,是决定林木生产力最重要的生理过程之一。氮素是植物生长的必需营养元素,同时还影响着植物的光合效率。为了提高林业产品的产量以满足人类和社会对木材资源的需求,我们从光合作用和氮素营养利用角度研究树木速生机理,并且通过生物工程手段培育优良品种。这对提高林产品质量和数量以及对林业的发展都具有重要意义。本研究首先从生理角度比较光合作用与氮素营养对不同欧美杂交黑杨生长差异的影响。然后结合不同生长速率欧美杂交黑杨基因表达谱数据,挖掘与光合作用和氮素营养相关的重要转录因子GATA家族成员基因。并且通过基因家族生物信息学分析以及过表达和CRISPR基因编辑分析,揭示了GATA基因在植物光合作用以及氮素响应调控过程中的作用。通过研究,取得主要结果如下:(1)对三种不同欧美杂交黑杨无性系NE19([P.nigra ×(P.deltoides × P.nigra))]、DN2(P.del...
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1. 引言
1.1. 植物的光合作用
1.2. 氮素营养与植物生长
1.2.1. 氮素对植物生长的影响
1.2.2. 氮素对植物碳代谢的影响
1.2.3. 氮素对植物体内总氮含量的影响
1.3. GATA转录因子家族的介绍
1.3.1. 转录因子的介绍
1.3.2. GATA转录因子的发现
1.3.3. 植物中的GATA转录因子
1.3.4. 植物GATA转录因子的功能
1.4. CRISPR/Cas9技术基因组定点编辑的介绍
1.4.1. CRISPR/Cas9系统的组成
1.4.2. CRISPR/Cas作用机制
1.4.3. CRISPR/Cas9技术在植物中的应用
1.4.4. CRISPR/Cas9的优点
1.5. 转基因技术在植物中的研究进展
1.5.1. 转基因技术在拟南芥中的研究进展
1.5.2. 转基因技术在杨树中的研究进展
1.6. 本研究的内容与技术路线
2. 欧美杨不同基因型生长差异及氮素营养对其生长的影响
2.1. 材料与方法
2.1.1. 实验材料
2.1.2. 实验试剂
2.1.3. 实验仪器
2.1.4. 实验方法
2.2. 实验结果
2.2.1. 三种欧美杨无性系生长差异
2.2.2. 氮素对欧美杨NE19的影响
2.3. 小结
3. 杨树GATA转录因子家族基因鉴定以及对氮素的响应
3.1. 材料与方法
3.1.1. 实验材料
3.1.2. 实验试剂
3.1.3. 实验仪器
3.1.4. 实验方法
3.2. 实验结果
3.2.1. GATA转录因子家族成员的确定
3.2.2. 杨树GATA家族基因系统发育
3.2.3. GATA转录因子家族的杨树和拟南芥亲缘关系
3.2.4. 杨树GATA家族与拟南芥基因序列对比
3.2.5. 杨树GATA家族基因的定位以及复制
3.2.6. 杨树GATA家族启动子分析
3.2.7. NE19不同组织中GATA家族成员对N03-响应
3.3. 小结
4. PdGNC基因的拟南芥转化和转基因植株的表型分析
4.1. 材料与方法
4.1.1. 实验材料
4.1.2. 实验试剂
4.1.3. 实验仪器
4.1.4. 实验方法
4.2 结果
4.2.1. NE19、DN2和R270中GNC基因的的表达情况
4.2.2. PdGNC在不同浓度的氮素处理下的表达量
4.2.3. NE19中PdGNC的组织表达
4.2.4. PdGNC基因的克隆以及表达载体的构建
4.2.5. PdGNC同源基因AtGNC拟南芥的突变体鉴定
4.2.6. PdGNC转基因植株的检测
4.2.7. 不同株系的表型分析
4.3. 小结
5. PdGNC和crispr-GNC的717杨遗传转化与表型分析
5.1. 材料与方法
5.1.1. 实验材料
5.1.2. 实验试剂
5.1.3. 实验仪器
5.1.4. 试验方法
5.2. 结果
5.2.1. CRISPR/Cas9系统对杨树基因的定向编辑
5.2.2. PdGNC过表达植株的获得与检测
5.2.3. crispr-GNC植株的获得
5.2.4. 不同株系的表型分析
5.3. 小结
6. 结论与展望
6.1. 结论
6.2. 创新点
6.3. 展望
参考文献
附录1
附录2
附录3
个人简介
导师简介
致谢
本文编号：3836537
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
1. 引言
1.1. 植物的光合作用
1.2. 氮素营养与植物生长
1.2.1. 氮素对植物生长的影响
1.2.2. 氮素对植物碳代谢的影响
1.2.3. 氮素对植物体内总氮含量的影响
1.3. GATA转录因子家族的介绍
1.3.1. 转录因子的介绍
1.3.2. GATA转录因子的发现
1.3.3. 植物中的GATA转录因子
1.3.4. 植物GATA转录因子的功能
1.4. CRISPR/Cas9技术基因组定点编辑的介绍
1.4.1. CRISPR/Cas9系统的组成
1.4.2. CRISPR/Cas作用机制
1.4.3. CRISPR/Cas9技术在植物中的应用
1.4.4. CRISPR/Cas9的优点
1.5. 转基因技术在植物中的研究进展
1.5.1. 转基因技术在拟南芥中的研究进展
1.5.2. 转基因技术在杨树中的研究进展
1.6. 本研究的内容与技术路线
2. 欧美杨不同基因型生长差异及氮素营养对其生长的影响
2.1. 材料与方法
2.1.1. 实验材料
2.1.2. 实验试剂
2.1.3. 实验仪器
2.1.4. 实验方法
2.2. 实验结果
2.2.1. 三种欧美杨无性系生长差异
2.2.2. 氮素对欧美杨NE19的影响
2.3. 小结
3. 杨树GATA转录因子家族基因鉴定以及对氮素的响应
3.1. 材料与方法
3.1.1. 实验材料
3.1.2. 实验试剂
3.1.3. 实验仪器
3.1.4. 实验方法
3.2. 实验结果
3.2.1. GATA转录因子家族成员的确定
3.2.2. 杨树GATA家族基因系统发育
3.2.3. GATA转录因子家族的杨树和拟南芥亲缘关系
3.2.4. 杨树GATA家族与拟南芥基因序列对比
3.2.5. 杨树GATA家族基因的定位以及复制
3.2.6. 杨树GATA家族启动子分析
3.2.7. NE19不同组织中GATA家族成员对N03-响应
3.3. 小结
4. PdGNC基因的拟南芥转化和转基因植株的表型分析
4.1. 材料与方法
4.1.1. 实验材料
4.1.2. 实验试剂
4.1.3. 实验仪器
4.1.4. 实验方法
4.2 结果
4.2.1. NE19、DN2和R270中GNC基因的的表达情况
4.2.2. PdGNC在不同浓度的氮素处理下的表达量
4.2.3. NE19中PdGNC的组织表达
4.2.4. PdGNC基因的克隆以及表达载体的构建
4.2.5. PdGNC同源基因AtGNC拟南芥的突变体鉴定
4.2.6. PdGNC转基因植株的检测
4.2.7. 不同株系的表型分析
4.3. 小结
5. PdGNC和crispr-GNC的717杨遗传转化与表型分析
5.1. 材料与方法
5.1.1. 实验材料
5.1.2. 实验试剂
5.1.3. 实验仪器
5.1.4. 试验方法
5.2. 结果
5.2.1. CRISPR/Cas9系统对杨树基因的定向编辑
5.2.2. PdGNC过表达植株的获得与检测
5.2.3. crispr-GNC植株的获得
5.2.4. 不同株系的表型分析
5.3. 小结
6. 结论与展望
6.1. 结论
6.2. 创新点
6.3. 展望
参考文献
附录1
附录2
附录3
个人简介
导师简介
致谢
本文编号：3836537
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