苎麻Lhc基因的鉴定和表达模式研究

发布时间：2024-06-05 05:52

　　苎麻是世界上重要的纤维作物,也是我国进出口贸易中较为重要的原材料作物。随着规模化栽培的土地环境变化,非生物胁迫因素对苎麻生长的影响愈发显著。利用分子育种技术提高苎麻抗逆性、改良纤维品质一直是苎麻遗传育种的重要方向,然而,植株形态建成、光合作用等方向基因功能的研究还处在探索阶段。光合作用是生物获取能量的重要生命过程,捕获和传递光能是植物能量利用的开端。在高等植物中Lhc家族基因在光形态建成及响应胁迫维持植物生命体运转中有着不可或缺的作用,其编码的Lhc蛋白是光能吸收传递的天线蛋白。苎麻生长迅速,一般一年可收获三季,且环境适应性强,这与其较高的同化效率密切相关。本研究以苎麻品种“华苎5号”为材料,以本实验室前期建立的3个转录组数据库为基础,鉴定得到苎麻Lhc基因,对其表达模式进行探究,为发掘并解析苎麻捕光蛋白及绿色组织特异相关基因奠定基础。主要结果如下:(1)从3个转录组数据库中筛选鉴定得到了14个苎麻Lhc基因CDS,Lhca和Lhcb两个基因家族各包含6个和8个。并克隆得到基因编码区(5’端ATG起始至终止密码子)全长,分析了基因内含子-外显子分布。分别将两个家族成员与拟南芥、杨树和桑...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词表
1 前言
    1.1 苎麻概述
    1.2 苎麻光合作用及抗逆研究
    1.3 捕光叶绿素a/b结合蛋白基因家族
        1.3.1 Lhc蛋白家族的分类及功能结构特点
        1.3.2 Lhc家族基因的鉴定
        1.3.3 Lhc基因的表达分析
            1.3.3.1 Lhc基因的时空表达模式
            1.3.3.2 Lhc基因的非生物环境应答
    1.4 Lhc基因启动子
        1.4.1 启动子结构及分类
        1.4.2 Lhc启动子及其顺式作用元件研究
    1.5 苎麻基因以及特异型启动子的研究进展
        1.5.1 苎麻基因克隆及应用
        1.5.2 苎麻特异型启动子的研究进展
    1.6 研究目的与意义
2 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 植株与菌株
        2.1.2 试剂与仪器
    2.2 基于转录组数据库筛选苎麻Lhc基因
    2.3 苎麻Lhc基因相关序列克隆
        2.3.1 苎麻总DNA提取
        2.3.2 克隆引物设计
        2.3.3 PCR体系及程序设置
        2.3.4 PCR产物克隆及连接转化
        2.3.5 测序结果分析
    2.4 苎麻Lhc基因生物信息学分析
        2.4.1 基因结构和蛋白聚类
        2.4.2 蛋白质性质
        2.4.3 启动子预测筛选
    2.5 苎麻Lhc基因的表达分析
        2.5.1 苎麻材料培养及处理
        2.5.2 RNA提取与cDNA合成
        2.5.3 荧光定量分析
            2.5.3.1 引物设计
            2.5.3.2 反应体系及程序设置
            2.5.3.3 荧光定量数据分析
    2.6 苎麻Lhc基因启动子特异性表达验证
        2.6.1 GUS表达载体构建
        2.6.2 表达载体转化农杆菌及鉴定
        2.6.3 拟南芥的遗传转化
            2.6.3.1 拟南芥种植
            2.6.3.2 拟南芥转化
        2.6.4 抗性植株筛选及鉴定
            2.6.4.1 抗性植株筛选
            2.6.4.2 抗性植株鉴定
        2.6.5 转基因植株GUS组织化学染色
3 结果与分析
    3.1 苎麻Lhc基因筛选
    3.2 苎麻Lhc基因及蛋白质生物信息学分析
        3.2.1 苎麻Lhc基因编码区序列
        3.2.2 基因聚类
        3.2.3 蛋白保守结构及理化性质
        3.2.4 启动子位置及元件
    3.3 苎麻Lhc基因表达模式
        3.3.1 苎麻Lhc基因的时空表达分析
            3.3.1.1 苎麻Lhc基因的组织部位表达情况
            3.3.1.2 苎麻Lhc基因的昼夜各时段表达情况
        3.3.2 苎麻Lhc基因非生物胁迫应答分析
            3.3.2.1 高温胁迫应答
            3.3.2.2 低温胁迫应答
            3.3.2.3 高盐胁迫应答
            3.3.2.4 干旱胁迫应答
    3.4 BnLhc基因启动子表达分析
        3.4.1 BnLhcb1.1 基因启动子及5'缺失序列克隆
        3.4.2 GUS融合载体构建及转化
        3.4.3 转基因株系GUS组织化学染色分析
4 讨论
    4.1 苎麻Lhc基因鉴定及遗传发育分析
    4.2 苎麻Lhc基因的时空表达特异性
    4.3 苎麻Lhc基因的非生物胁迫应答模式
    4.4 苎麻Lhc基因启动子分析
5 结论
6 展望
参考文献
致谢



本文编号：3989745