紫花苜蓿水通道蛋白基因（MsPIP2;2）的克隆与耐盐性研究
发布时间：2021-10-23 20:15
紫花苜蓿（Medicago sativa.L）是全世界范围内广泛种植的多年生优质豆科牧草,能够与土壤中的根瘤菌共生提高其抗逆性。由于紫花苜蓿种植范围广、营养价值高、适口性好,因而被称为“牧草之王”。虽然紫花苜蓿本身具有较强的抗逆性,但是恶劣的环境因素例如干旱、盐、低温、高温和病虫害等还是会引起紫花苜蓿的产量和品质严重下降。随着分子生物学的发展,利用转基因技术对紫花苜蓿进行遗传改良已被广泛应用。水通道蛋白（Aquaporin,AQP）是负责植物体内水分转运的膜通道蛋白,对植物体内水分平衡的维持非常重要,能够参与植物的多种生理过程。但是,很多AQPs在植物体内的具体功能并不清楚。本研究利用RACE技术克隆分离了紫花苜蓿的水通道蛋白基因MsPIP2;2的全长cDNA序列,并通过生物信息学相关的软件对其序列进行了分析。我们利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术对MsPIP2;2基因的组织表达模式进行了分析,并对其蛋白进行了亚细胞定位分析。通过各种表达载体的构建和农杆菌介导的转基因技术获得了MsPIP2;2转基因拟南芥和紫花苜蓿阳性植株,并对其功能进行了详细研究。本研究主要研究结果如下:1...
【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】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
水通道蛋白的一般结构和定位(Afzaletal.2016)
植物水通道蛋白对环境刺激响应的一般概括(Afzaletal.2016)
第一章文献综述基于AQPs在植物生长发育和胁迫应激中的作用以及实验室前期的工作，本研究以保定苜蓿为材料，通过RACE技术成功分离克隆到了紫花苜蓿的水通道蛋白基因MsPIP2;2，通过表达模式的分析发现MsPIP2;2基因在紫花苜蓿的根和叶组织中都有表达，同时MsPIP2;2也明显地响应盐胁迫和ABA处理，这为后续基因功能的研究提供了依据。亚细胞定位发现MsPIP2;2蛋白主要定位在细胞质膜上，这也为水分及各种离子的转运提供了可能。在拟南芥中过表达MsPIP2;2基因能够显著提高转基因植株的耐盐性，其中的耐盐机制是通过提高转基因植株的抗氧化防御系统、促进Na+的外排和K+的滞留以及调节胁迫相关基因的表达来提高植物的抗盐性。另外发现在紫花苜蓿中过表达MsPIP2;2也能够提高其耐盐性。本研究为MsPIP2;2基因在紫花苜蓿的作用机制研究提供了理论基础，MsPIP2;2转基因紫花苜蓿的成功获得为其遗传育种提供了新的材料，同时MsPIP2;2基因功能的成功研究也为培育抗逆性强的紫花苜蓿新品种提供理论依据。1.6.2研究技术路线本研究的具体技术路线图如下图所示：图1-3研究技术路线图Figure1-3Researchtechnologyroadmap19
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻金属硫蛋白基因（rgMT）遗传转化的紫花苜蓿耐盐性分析[J]. 徐畅,何好,李国良,金淑梅. 草业科学. 2018(04)
[2]应用CRISPR/Cas9技术在杨树中高效敲除多个靶基因[J]. 刘婷婷,范迪,冉玲玉,姜渊忠,刘瑞,罗克明. 遗传. 2015(10)
[3]几种新型植物基因表达载体的构建方法[J]. 张阳璞,杨淑慎. 生物工程学报. 2015(03)
[4]Targeted Mutagenesis in Zea mays Using TALENs and the CRISPR/Cas System[J]. Zhen Liang,Kang Zhang,Kunling Chen,Caixia Gao. Journal of Genetics and Genomics. 2014(02)
[5]外源蛋白在苜蓿体细胞胚中的表达[J]. 刘文婷,田立宁,聂小妮,梁宗锁,何蔚娟. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2011(04)
[6]紫花苜蓿转基因研究进展[J]. 郭慧琴,任卫波,徐柱,王蜜,陈立波. 核农学报. 2010(01)
[7]植物水通道蛋白生理功能的研究进展[J]. 刘迪秋,王继磊,葛锋,李文娴. 生物学杂志. 2009(05)
[8]离子平衡调节基因及其在植物耐盐基因工程中的应用[J]. 王镭,徐德昌,朱延明,柏锡. 东北林业大学学报. 2008(06)
[9]植物蛋白质的亚细胞定位研究进展[J]. 邢浩然,刘丽娟,刘国振. 华北农学报. 2006(S2)
[10]Expression and functional analysis of the rice plasma-membrane intrinsic protein gene family[J]. Lei Guo~1 Zi Yi Wang~1 Hong Lin~1 Wei Er Cui~1 Jun Chen~1 Meihua Liu~1 Zhang Liang Chen~(1,2) Li Jia Qu~(1,2) Hongya Gu~(1,2)1 Peking-Yale Joint Research Center for Plant Molecular Genetics and AgroBiotechnology,National Laboratoryfor Protein Engineering and Plant Genetic Engineering,College of Life Sciences,Peking University,Beijing 100871,China;2 The National Plant Gene Research Center,Beijing 100101,China. Cell Research. 2006(03)
博士论文
[1]紫花苜蓿3-酮酰辅酶A合成酶基因（MsKCS10）的克隆与功能分析[D]. 刘雨诗.西北农林科技大学 2019
[2]紫花苜蓿转基因体系的建立及转柠檬酸合酶基因对其细胞耐铝性的影响[D]. 李进军.浙江大学 2008
硕士论文
[1]异源表达SbMATE基因提高苜蓿耐铝特性的研究[D]. 郭凡瑜.西南大学 2013
本文编号：3453842
【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】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
水通道蛋白的一般结构和定位(Afzaletal.2016)
植物水通道蛋白对环境刺激响应的一般概括(Afzaletal.2016)
第一章文献综述基于AQPs在植物生长发育和胁迫应激中的作用以及实验室前期的工作，本研究以保定苜蓿为材料，通过RACE技术成功分离克隆到了紫花苜蓿的水通道蛋白基因MsPIP2;2，通过表达模式的分析发现MsPIP2;2基因在紫花苜蓿的根和叶组织中都有表达，同时MsPIP2;2也明显地响应盐胁迫和ABA处理，这为后续基因功能的研究提供了依据。亚细胞定位发现MsPIP2;2蛋白主要定位在细胞质膜上，这也为水分及各种离子的转运提供了可能。在拟南芥中过表达MsPIP2;2基因能够显著提高转基因植株的耐盐性，其中的耐盐机制是通过提高转基因植株的抗氧化防御系统、促进Na+的外排和K+的滞留以及调节胁迫相关基因的表达来提高植物的抗盐性。另外发现在紫花苜蓿中过表达MsPIP2;2也能够提高其耐盐性。本研究为MsPIP2;2基因在紫花苜蓿的作用机制研究提供了理论基础，MsPIP2;2转基因紫花苜蓿的成功获得为其遗传育种提供了新的材料，同时MsPIP2;2基因功能的成功研究也为培育抗逆性强的紫花苜蓿新品种提供理论依据。1.6.2研究技术路线本研究的具体技术路线图如下图所示：图1-3研究技术路线图Figure1-3Researchtechnologyroadmap19
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻金属硫蛋白基因（rgMT）遗传转化的紫花苜蓿耐盐性分析[J]. 徐畅,何好,李国良,金淑梅. 草业科学. 2018(04)
[2]应用CRISPR/Cas9技术在杨树中高效敲除多个靶基因[J]. 刘婷婷,范迪,冉玲玉,姜渊忠,刘瑞,罗克明. 遗传. 2015(10)
[3]几种新型植物基因表达载体的构建方法[J]. 张阳璞,杨淑慎. 生物工程学报. 2015(03)
[4]Targeted Mutagenesis in Zea mays Using TALENs and the CRISPR/Cas System[J]. Zhen Liang,Kang Zhang,Kunling Chen,Caixia Gao. Journal of Genetics and Genomics. 2014(02)
[5]外源蛋白在苜蓿体细胞胚中的表达[J]. 刘文婷,田立宁,聂小妮,梁宗锁,何蔚娟. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2011(04)
[6]紫花苜蓿转基因研究进展[J]. 郭慧琴,任卫波,徐柱,王蜜,陈立波. 核农学报. 2010(01)
[7]植物水通道蛋白生理功能的研究进展[J]. 刘迪秋,王继磊,葛锋,李文娴. 生物学杂志. 2009(05)
[8]离子平衡调节基因及其在植物耐盐基因工程中的应用[J]. 王镭,徐德昌,朱延明,柏锡. 东北林业大学学报. 2008(06)
[9]植物蛋白质的亚细胞定位研究进展[J]. 邢浩然,刘丽娟,刘国振. 华北农学报. 2006(S2)
[10]Expression and functional analysis of the rice plasma-membrane intrinsic protein gene family[J]. Lei Guo~1 Zi Yi Wang~1 Hong Lin~1 Wei Er Cui~1 Jun Chen~1 Meihua Liu~1 Zhang Liang Chen~(1,2) Li Jia Qu~(1,2) Hongya Gu~(1,2)1 Peking-Yale Joint Research Center for Plant Molecular Genetics and AgroBiotechnology,National Laboratoryfor Protein Engineering and Plant Genetic Engineering,College of Life Sciences,Peking University,Beijing 100871,China;2 The National Plant Gene Research Center,Beijing 100101,China. Cell Research. 2006(03)
博士论文
[1]紫花苜蓿3-酮酰辅酶A合成酶基因（MsKCS10）的克隆与功能分析[D]. 刘雨诗.西北农林科技大学 2019
[2]紫花苜蓿转基因体系的建立及转柠檬酸合酶基因对其细胞耐铝性的影响[D]. 李进军.浙江大学 2008
硕士论文
[1]异源表达SbMATE基因提高苜蓿耐铝特性的研究[D]. 郭凡瑜.西南大学 2013
本文编号：3453842
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3453842.html
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