实践十号搭载水稻子一代光合作用差异蛋白与基因研究

发布时间：2023-02-12 20:50

　　空间环境具有温度低、辐射强和微重力的特点,在研究生物的空间适应和变异以及诱变育种方面起着重要作用。大量飞行试验表明,空间环境会对各种生物的表型、代谢过程以及基因蛋白表达产生不同程度的影响。水稻是一种禾本科植物,基因组相对较小、内含子较少、基因密度高、生长周期短。为了探索空间飞行对植物光合作用的影响,探索其生物效应的分子机制,本课题通过实践十号对水稻东农423和东农416的种子进行空间搭载实验,从对水稻F1代生理指标、蛋白表达水平和基因转录水平进行比较分析,对空间飞行所引起的光合作用蛋白与基因变化规律多层面研究,并获得如下结果:测定空间飞行后水稻东农416与东农423的F1代生长生理性状并对生理变化进行分析研究。结果显示经过空间飞行后的F1代水稻种子发芽能力与农艺性状与对照组相比无显著变化,光合作用代谢产物含量变化较大,东农423光合色素含量呈先下降再上升的趋势,东农416为下降趋势,F1代光合代谢产物含量变化与F0代相比表现出回归趋势,叶绿素含量变化具有一定遗传趋势。通过iTRAQ技术对经过空间飞行的两个水稻品种F1代三叶期与分蘖期期的蛋白表达量进行检测,利用生物信息学技术分析光合作用...

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及研究目的与意义
    1.2 空间环境生物学效应研究进展
        1.2.1 空间环境对模式生物研究影响研究进展
        1.2.2 空间环境对水稻生物学效应影响研究进展
    1.3 光合作用过程特点与研究进展
        1.3.1 光反应过程及关键蛋白研究进展
        1.3.2 暗反应及关键蛋白研究进展
        1.3.3 光合作用代谢产物研究进展
    1.4 空间环境对植物光合作用相关蛋白及基因影响研究进展
    1.5 本课题主要研究内容
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
第2章 材料和方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 种植条件
        2.1.2 取材方式
    2.2 仪器与试剂
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 实验试剂
        2.2.3 实验所需引物
    2.3 实验方法
        2.3.1 水稻种子发芽情况测定
        2.3.2 水稻植株农艺性状测定
        2.3.3 水稻光合作用色素含量测定
        2.3.4 水稻叶片蛋白提取及质谱分析鉴定
        2.3.5 水稻叶片蛋白数据生物信息学分析
        2.3.6 总RNA提取及反转录合成c DNA
        2.3.7 荧光定量PCR引物设计及鉴定
        2.3.8 荧光定量qRT-PCR
        2.3.9 光合作用关键蛋白编码基因克隆
    2.4 数据统计与分析
第3章 空间飞行对水稻F1代生长生理指标变化研究
    3.1 引言
    3.2 水稻子种子性状分析
        3.2.1 东农416 种子发芽情况
        3.2.2 东农423 种子发芽情况
    3.3 水稻农艺性状分析
        3.3.1 东农416 植株农艺分析
        3.3.2 东农423 植株农艺分析
    3.4 水稻光合作用代谢产物含量测定
        3.4.1 东农416 光合作用代谢产物含量变化
        3.4.2 东农423 光合作用代谢产物含量变化
        3.4.3 东农416 与东农423 F1代光合色素含量变化分析
    3.5 本章小结
第4章 空间飞行对水稻F1代光合作用相关蛋白影响
    4.1 引言
    4.2 水稻品种东农416 F1代光合作用差异蛋白
        4.2.1 东农416 F1代三叶期光合作用差异蛋白
        4.2.2 东农416 F1代分蘖期光合作用差异蛋白
        4.2.3 东农416 F1代三叶期与分蘖期光合作用差异蛋白比对
        4.2.4 东农416 F1代与F0 代蛋白质变化比对
    4.3 水稻品种东农423 F1代光合作用差异蛋白
        4.3.1 东农423 F1代三叶期光合作用差异蛋白
        4.3.2 东农423 F1代分蘖期光合作用差异蛋白
        4.3.3 东农423 F1代三叶期与分蘖期光合作用差异蛋白变化比对
        4.3.4 东农423 F1代与F0 代蛋白质变化比对
    4.4 东农416 和东农423 F1代差异蛋白对比
    4.5 光合作用相关关键蛋白质生物信息学分析
        4.5.1 光反应关键蛋白互作关系研究
        4.5.2 暗反应关键酶蛋白互作关系研究
    4.6 本章小结
第5章 空间飞行对水稻F1代光合相关基因的影响
    5.1 引言
    5.2 总RNA和DNA浓度及纯度测定
    5.3 基因引物设计及特异性鉴定
    5.4 东农416光合作用蛋白编码基因表达量分析
        5.4.1 光合作用差异蛋白编码基因表达量分析
        5.4.2 其他关键蛋白编码基因表达量分析
    5.5 东农423基因表达分析
        5.5.1 光合作用差异蛋白编码基因表达量分析
    5.6 关键蛋白基因序列分析
        5.6.1 东农416基因克隆实验结果
        5.6.2 东农423基因克隆结果
    5.7 本章小结
结论
参考文献
附录Ⅰ 光合作用关键蛋白互作蛋白表达量表
附录Ⅱ 基因克隆序列信息
攻读硕士学位论文期间发表的论文及其他成果
致谢



本文编号：3741806