羊草细胞壁关键组分与糖化效率相关性分析及LcCOMT基因转化羊草的初步研究
发布时间：2023-08-20 10:25
羊草(Leymus chinensis),属于禾本科赖草属根茎型多年生C3草本植物,因其富含纤维素、半纤维素和可溶性蛋白质等能被草食类牲畜消化吸收的营养成分,被誉为“禾本科牧草之王”。羊草是我国优势牧草和生态草,具有抗寒、耐盐碱、耐贫瘠、耐牧等特点,具有重要经济价值和生态价值。研究发现,牧草细胞壁组分中木质素是牲畜消化吸收营养的重要限制因子。因此,明确羊草细胞壁结构、组分,利用基因工程遗传改造木质素、提高干物质消化率是牧草品质改良的重要研究方向。本实验进行了羊草细胞壁关键组分与糖化效率相关性分析,明确了两者之间的关系;同时克隆了羊草木质素合成关键酶基因COMT的CDS全长,并利用生物信息学对其进行分析;建立了羊草高效离体再生体系和遗传转化体系,构建了羊草木质素合成关键酶基因COMT的超表达载体和RNAi载体,进行了农杆菌介导的羊草愈伤组织遗传转化研究,取得的主要结果如下:1.羊草细胞壁关键组分与糖化效率相关性分析系统分析了羊草细胞壁三大组分的含量变化,发现纤维素和半纤维素在植株发育早期阶段就达到较高水平,随着节间成熟保持稳定状态,而木质素含量及单体成分在整个拔节期茎节中保持显著增加。为...
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 牧草细胞壁的结构和组分
1.1.1 牧草细胞壁结构
1.1.2 牧草细胞壁组分
1.2 牧草细胞壁组织结构的降解
1.3 木质素研究进展
1.3.1 木质素合成途径
1.3.2 基因工程调控木质素合成研究进展
1.3.3 木质素对牧草利用率的影响
1.4 氧甲基转移酶(COMT)的研究进展
1.5 羊草育种研究进展
1.5.1 羊草种子休眠的研究
1.5.2 羊草农艺性状鉴定与评价
1.5.3 羊草组织培养及再生体系的建立
1.5.4 羊草中优异基因克隆与功能分析
1.6 本研究目的和意义
1.7 本研究技术路线
第2章 羊草细胞壁关键组分与糖化效率相关性分析
2.1 引言
2.2 实验材料
2.2.1 植物材料
2.2.2 实验药品
2.2.3 主要仪器设备
2.3 实验方法
2.3.1 羊草茎节间木质素沉积特性分析
2.3.2 羊草细胞壁CWR的制备
2.3.3 羊草细胞壁中总木质素的测定
2.3.4 羊草细胞壁中木质素单体的测定
2.3.5 羊草细胞壁中总纤维素的测定
2.3.6 羊草细胞壁中单糖组成的测定
2.3.7 羊草木质素生物合成途径相关基因片段的克隆
2.3.8 羊草木质素生物合成途径相关基因的表达量测定
2.3.9 羊草细胞壁中木质纤维素酶解糖化效率的测定
2.3.10 统计分析
2.4 结果与分析
2.4.1 羊草茎节间的木质素沉积特性分析
2.4.2 羊草细胞壁中纤维素和木质素含量分析
2.4.3 羊草细胞壁中单糖成分分析
2.4.4 羊草木质素生物合成途径相关基因片段的克隆与序列分析
2.4.5 羊草木质素合成相关基因的表达模式分析
2.4.6 羊草细胞壁中纤维素酶解糖化效率分析
2.4.7 羊草细胞壁糖化效率与木质素含量和成分的相关性分析
2.4.8 羊草细胞壁糖化效率与纤维素和半纤维素含量的相关性分析
2.5 本章小结
第3章 羊草中COMT基因克隆及体外功能验证
3.1 引言
3.2 实验材料
3.2.1 植物材料
3.2.2 菌株及载体
3.2.3 实验药品
3.2.4 主要仪器设备
3.3 实验方法
3.3.1 羊草LcCOMT基因的克隆
3.3.2 LcCOMT生物信息学分析
3.3.3 LcCOMT的表达特异性分析
3.3.4 LcCOMT的原核表达载体构建
3.4 结果与分析
3.4.1 羊草COMT基因的克隆
3.4.2 LcCOMT基因的生物信息学分析
3.4.3 LcCOMT基因表达模式分析
3.4.4 LcCOMT原核表达及重组蛋白的体外酶活分析
3.5 本章小结
第4章 羊草遗传转化体系建立及转LcCOMT基因的初步研究
4.1 引言
4.2 实验材料
4.2.1 植物材料
4.2.2 菌株及载体
4.2.3 实验药品
4.2.4 主要仪器设备
4.3 实验方法
4.3.1 打破羊草种子休眠方法的研究
4.3.2 羊草离体再生体系的建立
4.3.3 LcCOMT基因表达载体的构建
4.3.4 农杆菌介导的羊草遗传转化
4.3.5 转基因羊草的分子生物学检测
4.4 结果与分析
4.4.1 打破羊草种子休眠方法的研究
4.4.2 羊草愈伤组织诱导培养的研究
4.4.3 羊草幼穗愈伤组织的继代培养
4.4.4 羊草幼穗愈伤组织的分化培养
4.4.5 羊草再生体系的建立
4.4.6 LcCOMT基因表达载体的构建
4.4.7 农杆菌介导的羊草遗传转化体系各条件的优化
4.4.8 转化植物的分子检测
4.5 本章小结
第5章 讨论
5.1 羊草细胞壁结构与降解效率关系
5.2 羊草LcCOMT基因克隆及体外功能验证
5.3 羊草遗传转化体系的建立及转LcCOMT基因的研究
5.4 对后续工作的设想
5.5 本研究的创新点
结论
参考文献
附录
攻读博士学位期间所发表的学术论文
致谢
本文编号：3843035
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 牧草细胞壁的结构和组分
1.1.1 牧草细胞壁结构
1.1.2 牧草细胞壁组分
1.2 牧草细胞壁组织结构的降解
1.3 木质素研究进展
1.3.1 木质素合成途径
1.3.2 基因工程调控木质素合成研究进展
1.3.3 木质素对牧草利用率的影响
1.4 氧甲基转移酶(COMT)的研究进展
1.5 羊草育种研究进展
1.5.1 羊草种子休眠的研究
1.5.2 羊草农艺性状鉴定与评价
1.5.3 羊草组织培养及再生体系的建立
1.5.4 羊草中优异基因克隆与功能分析
1.6 本研究目的和意义
1.7 本研究技术路线
第2章 羊草细胞壁关键组分与糖化效率相关性分析
2.1 引言
2.2 实验材料
2.2.1 植物材料
2.2.2 实验药品
2.2.3 主要仪器设备
2.3 实验方法
2.3.1 羊草茎节间木质素沉积特性分析
2.3.2 羊草细胞壁CWR的制备
2.3.3 羊草细胞壁中总木质素的测定
2.3.4 羊草细胞壁中木质素单体的测定
2.3.5 羊草细胞壁中总纤维素的测定
2.3.6 羊草细胞壁中单糖组成的测定
2.3.7 羊草木质素生物合成途径相关基因片段的克隆
2.3.8 羊草木质素生物合成途径相关基因的表达量测定
2.3.9 羊草细胞壁中木质纤维素酶解糖化效率的测定
2.3.10 统计分析
2.4 结果与分析
2.4.1 羊草茎节间的木质素沉积特性分析
2.4.2 羊草细胞壁中纤维素和木质素含量分析
2.4.3 羊草细胞壁中单糖成分分析
2.4.4 羊草木质素生物合成途径相关基因片段的克隆与序列分析
2.4.5 羊草木质素合成相关基因的表达模式分析
2.4.6 羊草细胞壁中纤维素酶解糖化效率分析
2.4.7 羊草细胞壁糖化效率与木质素含量和成分的相关性分析
2.4.8 羊草细胞壁糖化效率与纤维素和半纤维素含量的相关性分析
2.5 本章小结
第3章 羊草中COMT基因克隆及体外功能验证
3.1 引言
3.2 实验材料
3.2.1 植物材料
3.2.2 菌株及载体
3.2.3 实验药品
3.2.4 主要仪器设备
3.3 实验方法
3.3.1 羊草LcCOMT基因的克隆
3.3.2 LcCOMT生物信息学分析
3.3.3 LcCOMT的表达特异性分析
3.3.4 LcCOMT的原核表达载体构建
3.4 结果与分析
3.4.1 羊草COMT基因的克隆
3.4.2 LcCOMT基因的生物信息学分析
3.4.3 LcCOMT基因表达模式分析
3.4.4 LcCOMT原核表达及重组蛋白的体外酶活分析
3.5 本章小结
第4章 羊草遗传转化体系建立及转LcCOMT基因的初步研究
4.1 引言
4.2 实验材料
4.2.1 植物材料
4.2.2 菌株及载体
4.2.3 实验药品
4.2.4 主要仪器设备
4.3 实验方法
4.3.1 打破羊草种子休眠方法的研究
4.3.2 羊草离体再生体系的建立
4.3.3 LcCOMT基因表达载体的构建
4.3.4 农杆菌介导的羊草遗传转化
4.3.5 转基因羊草的分子生物学检测
4.4 结果与分析
4.4.1 打破羊草种子休眠方法的研究
4.4.2 羊草愈伤组织诱导培养的研究
4.4.3 羊草幼穗愈伤组织的继代培养
4.4.4 羊草幼穗愈伤组织的分化培养
4.4.5 羊草再生体系的建立
4.4.6 LcCOMT基因表达载体的构建
4.4.7 农杆菌介导的羊草遗传转化体系各条件的优化
4.4.8 转化植物的分子检测
4.5 本章小结
第5章 讨论
5.1 羊草细胞壁结构与降解效率关系
5.2 羊草LcCOMT基因克隆及体外功能验证
5.3 羊草遗传转化体系的建立及转LcCOMT基因的研究
5.4 对后续工作的设想
5.5 本研究的创新点
结论
参考文献
附录
攻读博士学位期间所发表的学术论文
致谢
本文编号：3843035
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