茶树磷转运蛋白基因CsPT4、CsPT1克隆和表达及CsPT4功能分析

发布时间：2021-05-21 09:03

　　磷是植物生命过程中最重要的矿质元素之一,不仅参与植物重要分子如ATP、核酸和磷脂等的组成还在能量转移、代谢调节和蛋白激活中起着关键作用。虽然许多土壤中含有丰富的磷,但在土壤中,作为植物直接可利用的游离无机正磷酸盐浓度非常低,通常为1至10μmol/L。土壤中磷的低可用性是由于正磷酸盐的负电荷导致阳离子快速螯合,从而使土壤无机磷被高度固定。茶树（Camellia sinensis（L.）O.Kuntze）主要种植于酸性土壤中,其芽叶是用来生产世界三大无酒精饮料之一的茶叶的原料。为适应酸性土壤有效磷的缺乏,茶树在长期进化过程中形成一整套耐低磷机制,从根系结构、根际土壤环境的改善以及磷转运蛋白（Phosphate transporter proteins,Phts）基因的表达等方面进行调整,以更好地适应低磷环境。了解茶树低磷耐受分子机制并克隆出相关基因对于创造耐低磷的优良品种、提高茶叶品质具有重要意义。迄今为止,大多数被克隆并鉴定的植物磷转运蛋白都属于Pht1。植物为了适应这个低磷的环境已经进化出一整套机制包括根结构的改变,根际土壤的改善,有机酸的分泌,磷转运蛋白的表达等。通过挖掘调控磷高效... 

【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 植物磷素营养研究现状
    1.2 植物对磷缺乏的响应研究现状
        1.2.1 植物根系结构变化
        1.2.2 缺磷时植物根系分泌物的大量合成
    1.3 磷转运蛋白研究进展
        1.3.1 Pht1家族磷转运蛋白基因
        1.3.2 其他家族磷转运蛋白基因
        1.3.3 磷转运蛋白的表达调控
        1.3.4 磷转运蛋白的受转录因子调控表达
    1.4 研究意义
第二章 茶树磷转运蛋白基因CsPT4的克隆及表达分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 材料
            2.1.1.1 实验材料及处理
            2.1.1.2 实验试剂
            2.1.1.3 主要实验仪器
        2.1.2 实验方法
            2.1.2.1 茶树总RNA提取
            2.1.2.2 单链cDNA的合成
            2.1.2.3 获得目的基因中间片段
            2.1.2.4 3'RACE
            2.1.2.5 5'RACE
            2.1.2.6 高保真获得基因ORF
            2.1.2.7 CsPT4生物信息学分析
            2.1.2.8 组织荧光定量与实时荧光定量
    2.2 实验结果与分析
        2.2.1 茶树组织总RNA的提取
        2.2.2 茶树CsPT4基因克隆
        2.2.3 CsPT4生物信息学分析
            2.2.3.1 CsPT4氨基酸组成及理化性质分析
            2.2.3.2 CsPT4的进化分析:
            2.2.3.3 CsPT4蛋白其他生物信息分析结果
        2.2.4 CsPT4基因的组织特异性表达分析
        2.2.5 CsPT4基因在不同磷水平条件下的差异表达分析
    2.3 讨论
第三章 茶树磷转运蛋白基因CsPT1的克隆和表达分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 材料
            3.1.1.1 实验材料
            3.1.1.2 实验试剂
            3.1.1.3 主要实验仪器
        3.1.2 实验方法
            3.1.2.1 茶树总RNA提取
            3.1.2.2 单链cDNA的合成
            3.1.2.3 获得目的基因
            3.1.2.4 CsPT1生物信息学分析
    3.2 实验结果与分析
        3.2.1 茶树组织总RNA的提取
        3.2.2 茶树CsPT1基因克隆
            3.2.2.1 CsPT1基因ORF的获得
            3.2.2.2 CsPT1基因的生物信息学分析
        3.2.3 CsPT1基因的组织特异性表达分析
        3.2.4 CsPT1基因在不同磷水平条件下的差异表达分析
    3.3 讨论
第四章 CsPT4的亚细胞定位及功能验证
    4.1 材料与方法
        4.1.1 试验材料
        4.1.2 试剂与仪器
            4.1.2.1 试剂
            4.1.2.2 仪器设备
        4.1.3 实验方法
            4.1.3.1 茶树CsPT4基因表达蛋白亚细胞定位
            4.1.3.2 CsPT4在酵母表达
            4.1.3.3 酵母感受态细胞制备及其质粒转化
            4.1.3.4 茶树磷转运蛋白基因CsPT4在酵母中的功能验证
    4.2 结果与分析
        4.2.1 重组质粒的双酶切验证结果
        4.2.2 CsPT4蛋白的亚细胞定位
        4.2.3 CsPT4在酵母体系中的功能验证
            4.2.3.1 在低磷环境下CsPT4能互补缺失型酵母突变体
            4.2.3.2 不同pH条件下各酵母菌株生长情况
            4.2.3.3 磷吸收动力学的测定
    4.3 讨论
全文总结
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]豆梨磷转运蛋白质基因（PcPht1）的克隆、表达及启动子分析[J]. 李慧,丛郁,常有宏,蔺经,盛宝龙.  江苏农业学报. 2013(04)
[2]油茶Pht1;1基因克隆及其表达分析[J]. 周俊琴,谭晓风,袁军,龙洪旭.  植物遗传资源学报. 2013(03)
[3]磷高效水稻根系对低磷胁迫响应的差异蛋白分析[J]. 郭玉春,徐惠龙,陈芳育,郭陞垚,梁义元,梁康迳,林文雄.  应用生态学报. 2010(12)
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博士论文
[1]拟南芥WRKY28和WRKY42调控磷吸收和转运的机制研究[D]. 张飞萃.中国农业大学 2015
[2]拟南芥WRKY45转录因子参与响应低磷胁迫的实验证据[D]. 王慧.中国农业大学 2014
[3]水稻Pht1家族磷酸盐转运蛋白基因的时空表达特征研究[D]. 赵建宁.南京农业大学 2008



本文编号：3199435