miRNA390在马铃薯中响应低温胁迫的研究

发布时间：2020-12-30 08:56

　　南方冬作马铃薯生产在促进我国粮食增收、保障国家粮食安全方面的作用日益凸显。因反季节栽培由寒冻引起的产量不稳定和收获期延迟等问题是冬作马铃薯生产面临的主要问题之一。miRNAs是真核生物中一类非编码内源小分子RNA,它通过对靶mRNA的剪切或抑制靶mRNA的翻译来调控基因的表达,从而对靶基因实施转录后水平调控,在植物器官形成、生长发育、信号转导及非生物胁迫应答等过程起重要作用。运用分子生物学手段探索抗寒相关基因的表达特征和受MicroRNA（miRNAs）的调控模式,对将来利用基因工程手段进行耐寒马铃薯品种的选育具有重要的意义。本研究以马铃薯GS393（Solanum commersonii-LZ3.4）为研究材料,分析马铃薯miR390（stumiR390）及其靶基因在低温胁迫下的互作关系;克隆相关靶基因并进行功能分析。主要研究结果如下:1.启动子元件分析显示stumiR390具有低温调控元件,能受低温诱导表达。生物信息学分析预测其靶基因有2个富含亮氨酸重复序列型类受体蛋白激酶（PGS-10618、stuBG70158）、1个内切1,3;1,4-β-D-葡聚糖酶（stuBG09701）... 

【文章来源】：湖南农业大学湖南省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 植物抗寒性研究
        1.1.1 细胞亚显微结构与植物的抗寒性研究
        1.1.2 低温胁迫与植物生理生化机能变化
        1.1.3 植物抗寒分子生物学研究
        1.1.4 植物抗寒性基因工程研究
        1.1.5 提高植物抗寒性的研究
    1.2 miR390基因家族简介
        1.2.1 植物miR390的形成过程及作用机制
        1.2.2 植物miR390的发现及分类
    1.3 miR390响应植物的生长发育
    1.4 miR390响应植物的非生物胁迫
        1.4.1 重金属胁迫
        1.4.2 干旱胁迫
        1.4.3 盐
        1.4.4 低温胁迫
        1.4.5 其他胁迫
    1.5 本研究的目的与意义
2 材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 供试材料
        2.1.2 仪器
        2.1.3 试剂
        2.1.4 主要溶液配制
        2.1.5 PCR引物序列
    2.2 试验方法
        2.2.1 马铃薯胁迫处理
        2.2.2 多糖多酚植物总RNA的提取
        2.2.3 miRNA提取
        2.2.4 RNA的反转录
        2.2.5 miRNA cDNA第一链合成
        2.2.6 荧光定量PCR
        2.2.7 miRNA荧光定量检测
        2.2.8 DNA的提取
        2.2.9 克隆
        2.2.10 DNA凝胶回收
        2.2.11 RLM-5’RACE
    2.3 序列测定及分析
    2.4 琼脂糖凝胶电泳
3 结果与分析
    3.1 stumiR390的生物信息学分析
        3.1.1 stumiR390的二级结构分析
        3.1.2 stumiR390基因启动子调控元件分析
    3.2 stumiR390靶基因预测
    3.3 stumiR390调控靶基因对低温做出响应
        3.3.1 马铃薯RNA的提取与质检
        3.3.2 stumiR390受低温诱导表达
        3.3.3stumiR390调控靶基因对低温做出响应
    3.4 RLM-RACE验证stumiR390作用于靶基因的作用位点
        3.4.1 RLM-RACE验证stumiR390调控stuBG09701基因转录的切割位点
        3.4.2 RLM-RACE验证miR390调控stuBG70158基因转录的切割位点
    3.5 马铃薯stuBG09701和stuBG70158基因克隆
        3.5.1 stuBG09701和stuBG70158基因启动子序列分析
        3.5.2 stuBG09701和stuBG70158的DNA序列克隆
        3.5.3 stuBG09701和stuBG70158的CDS序列克隆
        3.5.4 靶基因stuBG09701和stuBG70158基因的生物信息学分析
            3.5.4.1 stuBG09701和stuBG70158基因的理化分析
            3.5.4.2 stuBG09701和stuBG70158基因的氨基酸序列分析
            3.5.4.3 stuBG09701和stuBG70158基因的亲疏水性预测
            3.5.4.4 stuBG09701和stuBG70158基因的跨膜区域预测
            3.5.4.5 stuBG09701和stuBG70158基因的信号肽预测
            3.5.4.6 stuBG09701和stuBG70158基因的酶切位点预测
            3.5.4.7 靶基因stuBG09701和stuBG70158基因的二级结构预测
            3.5.4.8 stuBG09701和stuBG70158基因的三级结构模型预测
            3.5.4.9 stuBG09701和stuBG70158基因的进化分析
    3.6 stumiR390和stuBG09701、stuBG70158的组织表达特异性
    3.7 马铃薯stuBG09701和stuBG70158基因对不同非生物胁迫的响应
        3.7.1 stuBG09701对不同非生物胁迫的响应
        3.7.2 stuBG70158对不同非生物胁迫的响应
4 讨论
    4.1 马铃薯stumiR390受低温诱导表达
    4.2 stumiR390调控其靶基因对低温做出响应
    4.3 stuBG09701和stuBG70158的功能分析
5 全文总结与创新
    5.1 全文总结
    5.2 创新与展望
        5.2.1 本研究的主要创新点
        5.2.2 展望
参考文献
附录Ｉ
附录Ⅱ
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]植物生长素响应因子ARF研究进展[J]. 梅梅,王晓禹,张晓林,陆秀君.  种子. 2017(01)
[2]马蔺根系响应Cd胁迫的miRNA高通量测序分析[J]. 刘凉琴,宋爱萍,张永侠,原海燕,黄苏珍,刘兆磊,顾春笋.  植物资源与环境学报. 2016(03)
[3]动植物microRNA的起源、合成及作用模式[J]. 马智明,曹家树.  中国细胞生物学学报. 2016(07)
[4]β-1,3-1,4-葡聚糖酶研究进展[J]. 夏许寒,朱成林,李诚.  食品科学. 2016(19)
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博士论文
[1]马铃薯光诱导糖苷生物碱代谢相关miRNAs的鉴定与功能分析[D]. 乔岩.甘肃农业大学 2017
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[3]玉米冠根和雄穗中microRNA及Argonaute基因表达的研究[D]. 翟立红.华中农业大学 2013
[4]水稻镉胁迫应答相关microRNA的分离与功能研究[D]. 丁艳菲.浙江大学 2012
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硕士论文
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[2]木薯耐寒相关microRNA的差异表达分析[D]. 薄维平.海南大学 2010
[3]木薯抗旱相关microRNA差异表达分析[D]. 宋顺.海南大学 2010
[4]拟南芥和盐生植物灰绿藜液泡膜焦磷酸酶基因与TIR1基因表达相关性分析[D]. 王波.新疆大学 2007



本文编号：2947371