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木薯Dynamin家族全基因组分析及其家族成员ARC5功能分析

发布时间:2023-04-08 05:46
  木薯(Manihot esculenta)是大戟科块根作物,为近10亿人提供食物来源,同时也为生物能源提供原材料。质体分裂的过程影响木薯的品质与产量,因此对质体分裂基因的研究可以为木薯品种改良提供新思路。叶绿体是含叶绿素的质体,是绿色植物光合作用的地方。其主要增殖方式是二元分裂,进化上保守的动力蛋白相关蛋白DRP5B(ARC5)是主要分裂因子之一。ARC5属于动力蛋白(Dynamin)超家族,该家族在多种细胞过程中起关键作用,例如囊泡分裂、细胞器融合与裂变以及胞质分裂。由于木薯作为“主要作物”并具有极大的经济潜力,其基因组现已测序完成。Dynamin家族及其家族成员ARC5基因尚未在木薯中报道,因此利用木薯基因组对木薯Dynamin家族进行系统研究并对其家族成员ARC5基因进行功能分析,探究其在木薯质体分裂中的重要性以及胁迫条件下的响应关系。本研究利用生物信息学系统性的分析了木薯Dynamin家族。运用qRT-PCR分析木薯Dynamin家族成员ARC5基因在不同发育时期的叶和根特异性表达情况的同时也分析了ARC5基因对非生物胁迫的响应关系。三个方面(育苗、定植与配土)优化木薯炼苗技术...

【文章页数】:85 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
abstract
1.引言
    1.1 木薯研究背景
    1.2 Dynamin家族研究进展
        1.2.1 Dynamin的发现
        1.2.2 Dynamin和 Dynamin-related proteins的特点
        1.2.3 Dynamin和 Dynamin-related proteins的生物学功能
        1.2.4 ARC5 基因的研究
    1.3 本研究的目的与意义
    1.4 本研究的主要内容
    1.5 技术路线
2.材料与方法
    2.1 材料与试剂
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 质粒与菌种
        2.1.3 实验试剂与设备
    2.2 方法与步骤
        2.2.1 木薯中Dynamin蛋白的鉴定
        2.2.2 序列分析与结构表征
        2.2.3 染色体定位和基因复制
        2.2.4 木薯Dynamin家族的系统发育分析
        2.2.5 启动子区域的顺式作用元件分析
        2.2.6 Dynamin家族成员的RNA测序(RNA-seq)数据分析
        2.2.7 植物材料的准备
        2.2.8 qRT-PCR分析
        2.2.9 植物表达载体的构建
        2.2.10 原生质体瞬时表达
        2.2.11 木薯和烟草遗传转化
3.结果
    3.1 木薯中Dynamin家族的鉴定
    3.2 MeDynamins的多序列比对、系统发育分析和分类
    3.3 MeDynamins基因结构特征
    3.4 启动子分析
    3.5 MeDynamins基因的染色体分布和共线性分析
    3.6 MeDynamins在不同组织和发育阶段的表达模式
    3.7 木薯组培苗炼苗育苗
    3.8 木薯组培苗炼苗定植
    3.9 炼苗的不同土壤及改进
    3.10 外源激素处理下ARC5 基因的差异表达
    3.11 环境胁迫处理下ARC5 基因的差异表达
    3.12 木薯ARC5 基因的克隆和过表达载体的构建
    3.13 原生质体分离和亚细胞定位
    3.14 烟草和木薯遗传转化
4.讨论
    4.1 木薯中Dynamin家族系统性分析
    4.2 木薯炼苗技术的优化
    4.3 ARC5 基因在不同发育阶段及非生物胁迫下的响应关系
    4.4 ARC5 鉴定与功能分析
5.结论
参考文献
附录
    缩略语表
    部分实验细则
        主要试剂盒及试剂
        实验仪器设备
        木薯总RNA提取
        RNA电泳检测
        RNA凝胶电泳
        RNA浓度的测定
        反转录
        大提质粒操作步骤
    附表
    附图
    硕士期间发表的文章以及公开的专利
致谢



本文编号:3786132

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