脯氨酸羟化酶GhP4H2参与调控棉花纤维发育的研究

发布时间：2022-07-09 16:30

　　棉花属于锦葵科棉属中的一个具有种子表皮毛（纤维）的异源四倍体植物种,是一类重要的经济作物。棉纤维是纺织工业的重要原料,它是由胚珠的表皮细胞分化形成的一类单细胞。棉纤维细胞发育需要经历四个不同的时期:起始、伸长、次生细胞壁加厚以及成熟期。细胞壁是纺织工业中鉴定纤维品质的重要参数,因此研究棉花纤维的细胞壁对于纺织工业的发展显得尤为重要。棉纤维的细胞壁主要由纤维素、半纤维素、木质素以及糖蛋白组成,并且细胞壁的组分随着棉纤维发育的进程而变化。其中,阿拉伯半乳聚糖（Arabinogalactanproteins,AGPs）是棉纤维细胞壁糖蛋白的一种重要组分,该类蛋白在棉纤维的发育过程中发挥重要作用,影响棉纤维的长绒以及短绒的发育。这类蛋白是高度糖基化蛋白,首先是氨基酸主链上的脯氨酸被脯氨酸羟化酶（prolyl-4-hydroxylases,P4Hs）羟基化,随后糖基转移酶（Glycosyltransferases,GalTs）将羟脯氨酸糖基化。我们在前面的研究中利用脯氨酸羟化酶的抑制剂处理棉花离体胚,发现该酶活性被抑制后,棉纤维伸长发育也被抑制,这表明该酶可能涉及到棉纤维伸长发育的调控过程。为深... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
一、引言
    1.1 植物细胞壁
        1.1.1 纤维素
        1.1.2 半纤维素
        1.1.3 果胶
    1.2 阿拉伯半乳聚糖糖蛋白(AGP)
        1.2.1 AGP结构
        1.2.2 AGPs生物合成
        1.2.3 AGP生物学功能
    1.3 脯氨酸羟化酶(P4Hs)
        1.3.1 P4H分子结构
        1.3.2 P4H生物学功能
    1.4 转录组测序技术
        1.4.1 转录组测序技术的发展
        1.4.2 转录组测序技术运用
    1.5 棉花纤维发育
    1.6 立题依据与意义
二、实验材料与方法
    2.1 实验材料与实验菌种
    2.2 载体、试剂与工具酶
    2.3 常用缓冲液与Buffer
    2.4 常用培养基
    2.5 实验仪器
    2.6 实验方法
        2.6.1 棉花基因组DNA提取(高盐低渗法)
        2.6.2 棉花纤维RNA提取与消化
        2.6.3 棉花纤维RNA逆转录
        2.6.4 实时定量PCR检测表达量
        2.6.5 β-Yariv制备
        2.6.6 棉花纤维AGPs提取与Dot blot分析
        2.6.7 棉花纤维AGPs定量分析
        2.6.8 DH5α感受态制备
        2.6.9 质粒转化DH5α感受态细胞
        2.6.10 酵母感受态制备
        2.6.11 质粒转化酵母感受态细胞
        2.6.12 10 dpa棉花纤维石蜡切片
        2.6.13 石蜡切片脱蜡
        2.6.14 载体构建
        2.6.15 酵母双杂交检测
        2.6.16 目的蛋白诱导表达
三、实验结果
    3.1 GhP4H2转基因棉花愈伤组织的继代培养及植株再生
    3.2 GhP4H2转基因棉花植株的鉴定
        3.2.1 GhP4H2转基因棉花T1代阳性植株鉴定
        3.2.2 GhP4H2转基因棉花T2代阳性植株鉴定
        3.2.3 GhP4H2转基因棉花T3代阳性植株鉴定
    3.3 转基因棉花纤维中GhP4H2表达分析
        3.3.1 GhP4H2转基因棉花T1代表达量变化分析
        3.3.2 GhP4H2转基因棉花T2代表达量变化分析
        3.3.3 GhP4H2转基因T3代表达量鉴定
    3.4 GhP4H2转基因棉花成熟纤维表型分析
    3.5 GhP4H2转基因棉花纤维中AGP含量分析
        3.5.1 GhP4H2转基因棉花1Odpa纤维AGP含量的定量分析
        3.5.2 GhP4H2转基因棉花纤维AGP的糖链分析
    3.6 GhP4H2转基因棉花纤维细胞的切片观察
    3.7 GhP4H2转基因棉花纤维的转录组分析
        3.7.1 GhP4H2参与棉花纤维代谢过程分析
        3.7.2 GhP4H2参与棉花纤维发育的调控通路(pathway)分析
        3.7.3 GhP4H2参与调控细胞壁基因筛选
        3.7.4 细胞壁合成的差异基因的表达验证
        3.7.5 糖基转移酶基因(GhGαlT)的表达检测
    3.8 酵母双杂交分析GhP4Hs间相互作用
        3.8.1 目的基因的筛选
        3.8.2 相关基因载体的构建
        3.8.3 酵母双杂检测GhP4Hs间相互作用
    3.9 GhP4H2和GhP4H3蛋白诱导表达
        3.9.1 GhP4H2和GhP4H3蛋白表达载体构建
        3.9.2 GhP4H2和GhP4H3蛋白诱导表达检测
四、讨论
    4.1 GhP4H2参与调控棉花纤维的发育
    4.2 GhP4H2可能参与棉花纤维细胞壁AGP合成
    4.3 GhP4H2能够影响棉花纤维细胞壁合成相关基因的表达
    4.4 GhP4H2参与棉纤维发育相关的调控代谢通路
参考文献
硕士期间发表的论文
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]转录组与RNA-Seq技术[J]. 张春兰,秦孜娟,王桂芝,纪志宾,王建民.  生物技术通报. 2012(12)
[2]新一代测序技术在植物转录组研究中的应用[J]. 梁烨,陈双燕,刘公社.  遗传. 2011(12)
[3]植物半纤维素结构研究进展[J]. 余紫苹,彭红,林妲,阮榕生,王娜,胡铮,刘玉环,张锦胜.  高分子通报. 2011(06)
[4]基于高通量测序454 GS FLX的丹参转录组学研究[J]. 李滢,孙超,罗红梅,李西文,牛云云,陈士林.  药学学报. 2010(04)
[5]一类新的编码PRPs基因的分离及其在棉花纤维等组织细胞中的表达[J]. 许文亮,黄耿青,王秀兰,汪虹,李学宝.  生物化学与生物物理进展. 2007(05)
[6]棉花纤维发育的分子研究进展[J]. 陈良兵,李永起.  分子植物育种. 2004(01)

博士论文
[1]棉花（Gossypium hirsutum）GhGalT1和GhDi19-1/-2基因的生物学功能及调控研究[D]. 秦丽霞.华中师范大学 2016

硕士论文
[1]棉花（Gossypium hirsutum）蓝铜蛋白BCP4在纤维细胞伸长中的功能研究[D]. 李莹.华中师范大学 2015



本文编号：3657445