蓖麻茎秆花青素合成相关MYB转录因子的筛选与功能鉴定

发布时间：2022-12-11 00:10

　　蓖麻属大戟科一年生或多年生双子叶草本植物,是可再生生物能源的优质材料。花青素是属于酚类化合物中的类黄酮家族的天然色素,对植株体颜色的形成、提高植物的耐逆境胁迫能力有重要作用。进行蓖麻茎色调节基因的筛选与开发高抗蓖麻新种质对于蓖麻抗逆育种有重要意义,也为其他作物抗逆育种提供新的视角。本研究采用转录组测序技术,以红茎蓖麻（3921）与绿茎蓖麻（1101）杂交后的F₂代极端个体的蓖麻叶片为材料进行测序,从中筛选了2个与蓖麻花青素合成相关的R2R3-MYB转录因子基因,并对这两个基因进行了克隆、生物信息学分析、瞬时表达研究以及功能鉴定。主要研究结果如下:1. 转录组结果显示,共鉴定到差异表达基因841个,其中上调表达差异基因343个,下调表达基因498个。对这些差异表达基因进行功能注释、GO分析与KEGG富集分析发现,富集基因最多的类别是生物过程类,其次是分子功能类,最少是细胞组分类;共有96个差异基因富集到代谢通路中,其中主要富集的代谢通路为苯丙烷类生物合成和苯丙氨酸代谢通路。进一步筛选到类黄酮生物合成途径相关基因84条,有11条基因在红茎与绿茎蓖麻间差异表达,其中Rc... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
1 引言
    1.1 植物色素与花青素
    1.2 花青素的作用
    1.3 花青素的生物合成
    1.4 影响花青素合成的因素
        1.4.1 结构基因对花青素合成的影响
        1.4.2 调节基因对花青素合成的影响
        1.4.3 pH对花青素合成的影响
        1.4.4 光照对花青素合成的影响
        1.4.5 糖与激素对花青素合成的影响
        1.4.6 蓖麻茎色研究现状
    1.5 本研究的目的意义
2 蓖麻叶片转录组测序
    2.1 植物材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 植物叶片总RNA提取
        2.2.2 文库构建
        2.2.3 上机测序
        2.2.4 数据分析
        2.2.5 实时荧光定量PCR验证
    2.3 结果与分析
        2.3.1 蓖麻群体表型分析
        2.3.2 RNA提取结果
        2.3.3 测序数据质量评估
        2.3.4 差异基因的筛选
        2.3.5 GO功能富集分析
        2.3.6 KEGG pathway分析
        2.3.7 蓖麻花青素合成相关结构基因的筛选
        2.3.8 蓖麻花青素合成相关Rc MYBs调节基因的筛选
        2.3.9 q RT-PCR验证
3 Rc MYB77与Rc MYB114 基因克隆及功能分析
    3.1 材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 菌株与载体
    3.2 试剂与培养基配方
        3.2.1 试剂
        3.2.2 培养基配方
    3.3 仪器设备
    3.4 方法
        3.4.1 蓖麻Rc MYB77与Rc MYB114 基因的生物信息学分析
        3.4.2 蓖麻Rc MYB77与Rc MYB114 基因克隆
        3.4.3 蓖麻Rc MYB77与Rc MYB114 过表达载体的构建
        3.4.4 p CAMBIA1302-Rc MYB77与p CAMBIA1302-Rc MYB114 瞬时表达载体的构建
        3.4.5 植物过表达载体p CAMBIA1305.2-Rc MYB77-3*flag与 p CAMBIA1305.2-Rc MYB114-3*flag蓖麻子叶节遗传转化
        3.4.6 植物过表达载体p CAMBIA1305.2-Rc MYB77-3*flag与 p CAMBIA1305.2-Rc MYB114-3*flag转化拟南芥
        3.4.7 转基因植株的鉴定
    3.5 结果与分析
        3.5.1 蓖麻Rc MYB77、Rc MYB114 的生物信息学分析
        3.5.2 蓖麻Rc MYB77与Rc MYB114 基因的克隆
        3.5.3 蓖麻p CAMBIA1305.2-Rc MYB77-3*flag与 p CAMBIA1305.2-Rc MYB114-3*flag过表达载体的构建
        3.5.4 p CAMBIA1302-Rc MYB77与p CAMBIA1302-Rc MYB114 瞬时表达载体的构建
        3.5.5 转基因蓖麻
        3.5.6 转基因拟南芥
        3.5.7 亚细胞定位分析
4 结论与讨论
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]MBW复合体在植物花青素合成途径中的研究进展[J]. 高国应,伍小方,张大为,周定港,张凯旋,严明理.  生物技术通报. 2020(01)
[2]不同种皮颜色花生品种花青素合成相关基因的克隆及序列差异分析[J]. 李海芬,邱金梅,陈小平,梁炫强.  热带作物学报. 2018(01)
[3]植物花青素生物合成与调控的研究进展[J]. 侯泽豪,王书平,魏淑东,刘志雄,方正武.  广西植物. 2017(12)
[4]植物花青素合成代谢途径及其分子调控[J]. 贾赵东,马佩勇,边小峰,杨清,郭小丁,谢一芝.  西北植物学报. 2014(07)
[5]影响葡萄果皮颜色的MYB类转录因子的研究进展[J]. 江楠,张雷,李春霞,任晨琛,周步海.  中国农学通报. 2014(13)
[6]拟南芥中花青素的修饰[J]. 谢烨,孙毅,黄继荣.  植物生理学报. 2013(02)
[7]植物花青素合成相关的bHLH转录因子[J]. 杨鹏程,周波,李玉花.  植物生理学报. 2012(08)
[8]植物花青素代谢途径分析及调控模型建立[J]. 张宁,胡宗利,陈绪清,侯晓姝,李勇,陈国平.  中国生物工程杂志. 2008(01)
[9]蓖麻茎色性状遗传规律研究[J]. 包红霞,张春华,孙淑芹,李靖霞,李金琴,田福东,朱国立,王建伟.  内蒙古农业科技. 2003(06)
[10]红巴梨果实花青素生成相关基因f3h全长片段的克隆[J]. 吴少华,张大生.  福建农林大学学报(自然科学版). 2002(03)

博士论文
[1]辣椒紫色性状遗传分析、相关基因克隆和种间杂种创制[D]. 隋益虎.南京农业大学 2011

硕士论文
[1]卵叶牡丹叶片花青素合成相关MYB筛选、克隆与功能验证[D]. 段晶晶.西北农林科技大学 2019



本文编号：3717775