小麦返白系中Ver2基因的启动子分析及对叶绿体基因表达调控的研究

发布时间：2021-05-14 08:59

　　小麦返白系的阶段性叶色白化是与核质互作相关,受到核质因子共同调控的生理现象。Ver2基因是小麦中特有的,与小麦春化作用相关、编码凝集素类蛋白的基因,受低温诱导表达,是与返白系白化相关的候选基因之一。我们的前期研究表明,返白系中的Ver2基因编码区序列与已报道的序列一致,但其启动子区出现1611bp的序列缺失,返白系中Ver2基因在常温下就可以表达,但仅在心叶组织中表达。本研究着重从启动子,以及Ver2基因对质体基因表达调控两个方面对返白系中Ver2基因的功能进行深入的研究,为揭示小麦返白系低温诱导白化的分子机制奠定了良好的基础。本试验鉴定了47个普通栽培小麦品种中Ver2基因及其启动子的分布情况;设计构建基因编辑和超表达载体并进行小麦的遗传转化;利用基因瞬时表达系统检测小麦返白系Ver2基因启动子的转录活性,并通过对拟南芥的稳定遗传转化,研究启动子对转录的调控和探究Ver2基因是否调控叶绿体基因的表达和叶绿体的发育;以及通过免疫共沉淀技术鉴定转基因植株中VER2的结合蛋白。试验主要得到以下结果:（1）在47个不同小麦品种鉴定Ver2基因表明,35个品种中能扩增出Ver2基因序列,但品种... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
    1.1 植物叶色白化现象的研究
    1.2 小麦返白系的研究概况
    1.3 春化相关基因Ver2的研究
        1.3.1 京冬1号中Ver2的研究
        1.3.2 小麦返白系中Ver2基因的研究
        1.3.3 Ver2基因启动子的研究
    1.4 CRISPR/Cas9 技术
    1.5 本研究的目的和意义
    1.6 试验技术路线
第二章 小麦中的Ver2基因及其启动子鉴定分析
    2.1 试验材料、仪器与试剂
        2.1.1 材料
        2.1.2 主要仪器
        2.1.3 试剂
    2.2 试验方法
        2.2.1 小麦植株的种植
        2.2.2 小麦基因组DNA的提取
        2.2.3 PCR扩增不同小麦Ver2 基因及其启动子序列
    2.3 结果与分析
        2.3.1 47个小麦品种中Ver2基因及其启动子的鉴定
        2.3.2 Ver2基因系统进化分析
    2.4 讨论
    2.5 小结
第三章 Ver2基因的遗传转化及与白化相关性研究
    3.1 试验材料、仪器与试剂
        3.1.1 材料
        3.1.2 主要仪器
        3.1.3 试剂
    3.2 试验方法
        3.2.1 植物Cas9/gRNA表达载体的构建
        3.2.2 Ver2基因遗传转化小麦
        3.2.3 转Ver2小麦株系VF3的相关研究
    3.3 结果与分析
        3.3.1 CRISPR/Cas9 编辑小麦返白系中Ver2 基因
        3.3.2 转Ver2基因小麦植株的获得
        3.3.3 转Ver2小麦株系VF3的相关研究
    3.4 讨论
    3.5 小结
第四章 小麦返白系Ver2基因启动子功能初步研究
    4.1 试验材料、仪器与试剂
        4.1.1 材料
        4.1.2 主要仪器
        4.1.3 试剂
    4.2 试验方法
        4.2.1 植株的栽培
        4.2.2 瞬时表达载体的构建
        4.2.3表达载体转入农杆菌GV3101
        4.2.4 瞬时表达及检测
        4.2.5 稳定表达载体的构建
        4.2.6 花序侵染法转化拟南芥
        4.2.7 基因枪法遗传转化小麦
    4.3 结果与分析
        4.3.1 瞬时表达载体的构建
        4.3.2 瞬时表达
        4.3.3 稳定表达载体的构建
        4.3.4 转Ver2拟南芥的筛选
        4.3.5 转Ver2小麦的鉴定
    4.4 讨论
    4.5 小结
第五章 外源Ver2对拟南芥生长和叶绿体基因表达的调控
    5.1 试验材料、仪器与试剂
        5.1.1 材料
        5.1.2 主要仪器
        5.1.3 试剂
    5.2 试验方法
        5.2.1 实时定量PCR检测叶绿体编码基因的表达
        5.2.2 VER2蛋白的原核诱导及纯化
        5.2.3 免疫共沉淀筛选VER2互作蛋白
    5.3 结果与分析
        5.3.1 转基因拟南芥与其野生型对照的表型对比
        5.3.2 实时定量检测叶绿体编码基因的表达情况
        5.3.3 免疫共沉淀筛选VER2互作蛋白
    5.4 讨论
    5.5 小结
第六章 结论
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 下一步工作计划
参考文献
附录 1
附录 2
附录 3
附录 4
附录 5
附录 6
附录 7
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
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[9]CRISPR/Cas9介导的基因组定点编辑技术[J]. 方锐,畅飞,孙照霖,李宁,孟庆勇.  生物化学与生物物理进展. 2013(08)
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博士论文
[1]小麦春化响应转录组及相关基因功能分析[D]. 冯雅岚.河南农业大学 2015
[2]小麦春化相关基因元件克隆分析与小麦矮化突变体的研究[D]. 徐文忠.中国科学院研究生院（植物研究所） 2003

硕士论文
[1]低温条件下小麦返白系中尿卟啉原Ⅲ合成酶基因的表达模式与分子特征分析[D]. 梁广旺.西北农林科技大学 2012
[2]低温诱导条件下小麦返白系冷驯化相关基因的表达谱研究[D]. 花庆.西北农林科技大学 2011
[3]抗人酸性成纤维细胞生长因子单链抗体在烟草中的表达[D]. 李亮.东北师范大学 2008
[4]小麦尿卟啉原Ⅲ合酶基因克隆、序列分析及其在大肠杆菌中的表达[D]. 曹凤.西北农林科技大学 2007
[5]小麦基因枪遗传转化技术体系的建立及叶片衰老抑制基因PSAG12-IPT的转化[D]. 曹团武.西北农林科技大学 2005



本文编号：3185370