豆科植物bHLH家族演化及大豆候选bHLH在结瘤中的功能验证

发布时间：2023-03-04 05:00

　　bHLH转录因子是植物中第二大类转录因子家族,在植物许多生物学过程中发挥重要调控作用。目前对bHLH转录因子家族的认识主要源于模式植物中的研究,而在其它植物中研究很少,大豆bHLH及其在共生固氮过程中的作用报道更少。大豆经历了两次全基因组复制,有独特的进化特征,因此,对大豆bHLH家族进行全面分析,将有助于人们从进化及功能的角度更好的认识bHLH类转录因子。本研究在大豆基因组中共鉴定出332个bHLH家族成员,保守位点分析显示263个成员具备DNA结合能力,而剩余69个成员可能不具备DNA结合能力。系统进化树分析显示,大豆bHLH家族成员分为27个亚家族,其中24个亚家族与拟南芥一致,其余3个亚家族为大豆所独有。共线性分析发现,22个家族成员在大豆、苜蓿及拟南芥中非常保守。敲除拟南芥中免疫相关候选基因AIB在大豆中的同源基因GmAIBa,造成大豆结瘤基因表达下调,根瘤数量显著减少,推测可能通过免疫发挥作用。此外,发现197个豆科植物特有的bHLH成员和96个大豆特有的bHLH成员。1/2豆科植物特有bHLH基因在大豆地下器官表达,其中31个成员的表达响应根瘤菌侵染;而大豆特有的bHLH...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 前言
    1.1 bHLH转录因子的发现及结构特点
    1.2 植物中bHLH转录因子的功能
        1.2.1 bHLH转录因子调控植物光信号转导
        1.2.2 bHLH转录因子在植物抗非生物逆境中的作用
        1.2.3 bHLH转录因子在植物营养胁迫响应中的作用
    1.3 豆科植物固氮机理及bHLH转录因子家族研究现状
        1.3.1 共生固氮的环境效益
        1.3.2 豆科植物---根瘤菌共生体系建立过程
        1.3.3 结瘤因子(NF)信号通路
    1.4 豆科植物进化特征
    1.5 研究目的及意义
2 材料及方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌株
        2.1.3 载体质粒
    2.2 实验方法
        2.2.1 CTAB法提取大豆基因组DNA
        2.2.2 大豆各组织材料总RNA提取
        2.2.3 RNA反转录合成cDNA
        2.2.4 定量PCR
        2.2.5 基因敲除载体pBSE401构建
        2.2.6 大豆毛状根转化体系
        2.2.7 bHLH转录因子家族生物信息学分析
        2.2.8 GmAIBa及 GmNSE1 生物学功能探究
        2.2.9 统计学分析及作图
3 结果与分析
    3.1 大豆中含有332个bHLH转录因子家族成员
    3.2 大豆bHLH转录因子家族成员DNA结合特性分析
    3.3 大豆分化出了其物种特异的bHLH成员
    3.4 豆科植物及大豆中均含有豆科和物种特异的bHLH家族成员
    3.5 大豆在驯化过程中分化出了一小部分bHLH新成员
    3.6 半数以上豆科植物特异bHLH基因在根瘤中表达
    3.7 根瘤特异表达bHLH成员GmNSE1 功能缺失造成结瘤数目上升
    3.8 植物中保守bHLH家族成员AIB参与结瘤调控
    3.9 栽培大豆bHLH新旧成员具备不同的表达模式
4 讨论和结论
5 未来展望
参考文献
附录
    1 常用培养基配方
        1.1 LB培养基
        1.2 YEP培养基
        1.3 TY培养基
    2 大豆毛状根转化培养基
        2.1 B5固体培养基
        2.2 1/10MS液体培养基
    3 大豆培育营养液配方
        3.1 B&D无氮营养液
    4 常用引物
    5 附表
致谢



本文编号：3753763