光形态建成调控因子SmCOP1L和SmCIP7调控茄子果实发育和着色的机理研究
发布时间：2021-05-23 20:17
茄子（Solanum melongena L.）是全球范围内广泛种植的重要蔬菜作物,其果皮中富含的花色苷是重要的人体健康有益成分。目前国内大部分栽培茄子品种对设施栽培的弱光条件表现出较差的适应性,具体表现为茄子果皮着色不均,进而引起果实品质下降。由于国内设施栽培所用的茄子种子大多源于国外进口,这对于国内茄子产业的可持续发展和种子战略安全极为不利,因此茄子种质是目前制约整个产业发展的重要因素,而开展光调控茄子果实发育与着色的分子遗传机理研究则能够为未来优质材料的选育提供理论指导。本论文以花色苷合成完全光依赖型的紫长茄“三月茄”为材料,结合qRT-PCR技术、遗传转化、HPLC及转录组等技术和方法分析光形态建成调控因子SmCOP1L和SmCIP7在果实发育与着色中的功能。主要研究结果如下:1)通过qRT-PCR技术分析了花色苷生物合成及调控基因SmCHS、SmDFR、Sm3GT、SmMYB1、SmTT8、SmCOP1L、SmCOP1、SmCIP7、SmCRY1、SmCRY2和SmHY5在光照或黑暗处理条件下的表达情况。发现光能够强烈地诱导SmCHS、SmDFR、Sm3GT、SmMYB1、S...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词表
1 绪论
1.1 引言
1.2 花色苷概述
1.2.1 花色苷的结构与理化性质
1.2.2 花色苷生理的功能
1.3 花色苷的生物合成途径及调控机制研究
1.3.1 花色苷生物合成途径
1.3.2 花色苷生物合成的分子调控机理
1.4 光对花色苷生物合成的影响
1.5 COP1调控植物花色苷合成的研究进展
1.5.1 COP1 与光受体的研究
1.5.2 COP1与MYB转录因子的研究
1.5.3 COP1与HY5 转录因子的研究
1.5.4 COP1与CIPs的研究
1.5.5 COP1与AN3 转录因子的研究
1.6 茄子花色苷生物合成及其调控机制研究进展
1.7 课题的提出及研究意义
1.8 本课题的技术路线及创新点
2 茄子花色苷生物合成调控基因的筛选
2.1 材料、试剂与仪器
2.2 实验方法
2.2.1 实验材料的获得
2.2.2 植物总RNA的提取
2.2.3 cDNA的合成
2.2.4 实时荧光定量PCR引物设计
2.2.5 实时荧光定量PCR分析
2.2.6 植物总花色苷的提取及含量测定
2.3 结果与分析
2.3.1 茄子花色苷生物合成调控基因的初步筛选
2.3.2 茄子不同光照条件下花色苷生物合成基因表达模式分析
2.3.3 茄子不同光照条件下花色苷生物合成调控基因表达模式分析
2.3.4 茄子不同组织中花色苷生物合成基因表达模式分析
2.3.5 茄子不同组织中花色苷生物合成调控基因表达模式分析
2.4 讨论
3 SmCOP1L和 SmCIP7 的生物信息学分析
3.1 实验方法
3.2 结果与分析
3.2.1 SmCOP1L的生物信息学分析
3.2.2 SmCIP7 的生物信息学分析
3.3 讨论
4 SmCOP1L和 SmCIP7 基因沉默载体的构建及遗传转化
4.1 材料、试剂与仪器
4.2 实验方法
4.2.1 重组质粒SmCOP1L-pMD19-T和 SmCIP7-pMD19-T的获得
4.2.2 重组质粒pHBLD-SmCOP1L(1)和p HBLD-Sm CIP7(1)的获得
4.2.3 重组质粒pHBLD-SmCOP1L(2)和p HBLD-Sm CIP7(2)的获得
4.2.4 重组质粒pBIN19-SmCOP1L和 p BIN19-SmCIP7 的获得
4.2.5 农杆菌的结合转移
4.2.6 茄子的遗传转化
4.3 结果与分析
4.3.1 SmCOP1L和 SmCIP7 基因核心特异性片段的克隆
4.3.2 SmCOP1L-RNAi和 SmCIP7-RNAi载体的构建
4.3.3 转基因植株的再生
4.4 讨论
5 SmCOP1L调节花色苷生物合成的机理研究
5.1 材料、试剂与仪器
5.2 实验方法
5.2.1 实时荧光定量PCR引物设计
5.2.2 类黄酮物质的提取
5.2.3 花色苷与绿原酸含量的测定
5.3 结果与分析
5.3.1 SmCOP1L-RNAi转基因株系的鉴定
5.3.2 SmCOP1L-RNAi株系中表型及花色苷结构基因表达分析
5.3.3 SmCOP1L-RNAi株系T1 代的鉴定及表型特征分析
5.3.4 SmCOP1L-RNAi株系T1 代的苯丙烷途径及相关调控基因表达分析
5.3.5 过表达SmMYB1 促进了SmCOP1和SmCOP1L的表达
5.4 讨论
6 SmCIP7 调节花色苷生物合成的机理研究
6.1 材料、试剂与仪器
6.2 实验方法
6.2.1 实时荧光定量PCR引物设计
6.2.2 叶绿素的提取与测定
6.3 结果与分析
6.3.1 SmCIP7-RNAi株系的筛选及沉默效率的鉴定
6.3.2 SmCIP7-RNAi株系表型特征分析
6.3.3 SmCIP7-RNAi株系类黄酮生物合成基因的表达分析
6.4 讨论
7 SmCIP7 调节茄子果实发育与着色的转录组分析
7.1 材料、试剂与仪器
7.2 实验方法
7.2.1 实验材料的获得
7.2.2 QRT-PCR的转录组数据验证
7.3 结果与分析
7.3.1 转录组测序数据分析
7.3.2 差异表达基因的筛选
7.3.3 差异表达基因的GO功能富集分析
7.3.4 差异表达基因的KEGG Pathway显著性富集分析
7.3.5 qRT-PCR验证RNA-seq的准确性
7.3.6 可能引起SmCIP7 基因沉默株系表型的DEGs分析
7.4 讨论
7.4.1 可能的涉及花色苷生物合成的DEGs
7.4.2 可能的涉及的叶绿素合成的DEGs
7.4.3 可能的涉及细胞壁合成的DEGs
7.4.4 可能的涉及的种子发育的DEGs
7.4.5 可能的涉及果实发育的DEGs
8 结论与展望
8.1 主要结论
8.2 展望
参考文献
附录
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
A.个人简历
B.作者在攻读硕士学位期间发表的论文
C.作者在攻读硕士学位期间申请的专利
D.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
E.作者在攻读硕士学位期间获得的奖励
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]茄子紫外光受体蛋白基因SmUVR8的克隆及功能分析[J]. 张君豪,何永军,周露,刘杨,陈火英. 园艺学报. 2019(02)
[2]光照对非光敏型茄子花青素合成相关基因的影响[J]. 刘卫,刘杨,任丽,蒋明敏,葛海燕,沈海斌,古在丽,陈火英. 分子植物育种. 2017(03)
[3]“十二五”我国茄子遗传育种研究进展[J]. 连勇,刘富中,田时炳,陈钰辉,张映. 中国蔬菜. 2017(02)
[4]COP1调控植物花色苷合成的研究进展[J]. 朱婷婷,林玲,杨涛,高帆,刘天宇,潘东明,夏惠. 分子植物育种. 2015(09)
[5]茄子花青素合成中SmTTG1、SmGL3和SmTT8的表达及其蛋白质间的相互作用[J]. 刘新宇,韩洪强,葛海燕,蒋明敏,陈火英. 园艺学报. 2014(11)
[6]茄子花青素合成相关基因SmMYB的克隆与表达分析[J]. 邵文婷,刘杨,韩洪强,陈火英. 园艺学报. 2013(03)
[7]植物花青素苷生物合成及调控的研究进展[J]. 高燕会,黄春红,朱玉球,童再康. 中国生物工程杂志. 2012(08)
[8]植物MYB转录因子研究[J]. 刘守梅,孙玉强,王慧中. 杭州师范大学学报(自然科学版). 2012(02)
[9]茄子（Solanum melongena L.）叶上表皮紫色花色素苷对光合机构的保护效应[J]. 薛占军,高志奎,王梅,钟传飞,高荣孚. 生态学报. 2009(03)
[10]植物COP1蛋白的结构与功能[J]. 陈章权,彭世清,陈守才. 植物学通报. 2002(05)
博士论文
[1]光信号诱导茄子花青素合成的分子机制研究[D]. 蒋明敏.上海交通大学 2016
[2]紫白菜与紫茄花色苷生物合成及光调控的分子机理研究[D]. 张彦杰.重庆大学 2015
硕士论文
[1]茄子花青素生物合成关键MYB转录因子的筛选及克隆[D]. 王世界.山东农业大学 2016
[2]LED光质对茄子生长发育及产量、品质的影响[D]. 李亚华.山东农业大学 2015
[3]茄子花青素合成相关基因SmMYB的克隆与功能研究[D]. 邵文婷.上海交通大学 2013
[4]茄子花青素生物合成关键基因的克隆与表达分析[D]. 李翔.上海交通大学 2011
本文编号：3202914
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词表
1 绪论
1.1 引言
1.2 花色苷概述
1.2.1 花色苷的结构与理化性质
1.2.2 花色苷生理的功能
1.3 花色苷的生物合成途径及调控机制研究
1.3.1 花色苷生物合成途径
1.3.2 花色苷生物合成的分子调控机理
1.4 光对花色苷生物合成的影响
1.5 COP1调控植物花色苷合成的研究进展
1.5.1 COP1 与光受体的研究
1.5.2 COP1与MYB转录因子的研究
1.5.3 COP1与HY5 转录因子的研究
1.5.4 COP1与CIPs的研究
1.5.5 COP1与AN3 转录因子的研究
1.6 茄子花色苷生物合成及其调控机制研究进展
1.7 课题的提出及研究意义
1.8 本课题的技术路线及创新点
2 茄子花色苷生物合成调控基因的筛选
2.1 材料、试剂与仪器
2.2 实验方法
2.2.1 实验材料的获得
2.2.2 植物总RNA的提取
2.2.3 cDNA的合成
2.2.4 实时荧光定量PCR引物设计
2.2.5 实时荧光定量PCR分析
2.2.6 植物总花色苷的提取及含量测定
2.3 结果与分析
2.3.1 茄子花色苷生物合成调控基因的初步筛选
2.3.2 茄子不同光照条件下花色苷生物合成基因表达模式分析
2.3.3 茄子不同光照条件下花色苷生物合成调控基因表达模式分析
2.3.4 茄子不同组织中花色苷生物合成基因表达模式分析
2.3.5 茄子不同组织中花色苷生物合成调控基因表达模式分析
2.4 讨论
3 SmCOP1L和 SmCIP7 的生物信息学分析
3.1 实验方法
3.2 结果与分析
3.2.1 SmCOP1L的生物信息学分析
3.2.2 SmCIP7 的生物信息学分析
3.3 讨论
4 SmCOP1L和 SmCIP7 基因沉默载体的构建及遗传转化
4.1 材料、试剂与仪器
4.2 实验方法
4.2.1 重组质粒SmCOP1L-pMD19-T和 SmCIP7-pMD19-T的获得
4.2.2 重组质粒pHBLD-SmCOP1L(1)和p HBLD-Sm CIP7(1)的获得
4.2.3 重组质粒pHBLD-SmCOP1L(2)和p HBLD-Sm CIP7(2)的获得
4.2.4 重组质粒pBIN19-SmCOP1L和 p BIN19-SmCIP7 的获得
4.2.5 农杆菌的结合转移
4.2.6 茄子的遗传转化
4.3 结果与分析
4.3.1 SmCOP1L和 SmCIP7 基因核心特异性片段的克隆
4.3.2 SmCOP1L-RNAi和 SmCIP7-RNAi载体的构建
4.3.3 转基因植株的再生
4.4 讨论
5 SmCOP1L调节花色苷生物合成的机理研究
5.1 材料、试剂与仪器
5.2 实验方法
5.2.1 实时荧光定量PCR引物设计
5.2.2 类黄酮物质的提取
5.2.3 花色苷与绿原酸含量的测定
5.3 结果与分析
5.3.1 SmCOP1L-RNAi转基因株系的鉴定
5.3.2 SmCOP1L-RNAi株系中表型及花色苷结构基因表达分析
5.3.3 SmCOP1L-RNAi株系T1 代的鉴定及表型特征分析
5.3.4 SmCOP1L-RNAi株系T1 代的苯丙烷途径及相关调控基因表达分析
5.3.5 过表达SmMYB1 促进了SmCOP1和SmCOP1L的表达
5.4 讨论
6 SmCIP7 调节花色苷生物合成的机理研究
6.1 材料、试剂与仪器
6.2 实验方法
6.2.1 实时荧光定量PCR引物设计
6.2.2 叶绿素的提取与测定
6.3 结果与分析
6.3.1 SmCIP7-RNAi株系的筛选及沉默效率的鉴定
6.3.2 SmCIP7-RNAi株系表型特征分析
6.3.3 SmCIP7-RNAi株系类黄酮生物合成基因的表达分析
6.4 讨论
7 SmCIP7 调节茄子果实发育与着色的转录组分析
7.1 材料、试剂与仪器
7.2 实验方法
7.2.1 实验材料的获得
7.2.2 QRT-PCR的转录组数据验证
7.3 结果与分析
7.3.1 转录组测序数据分析
7.3.2 差异表达基因的筛选
7.3.3 差异表达基因的GO功能富集分析
7.3.4 差异表达基因的KEGG Pathway显著性富集分析
7.3.5 qRT-PCR验证RNA-seq的准确性
7.3.6 可能引起SmCIP7 基因沉默株系表型的DEGs分析
7.4 讨论
7.4.1 可能的涉及花色苷生物合成的DEGs
7.4.2 可能的涉及的叶绿素合成的DEGs
7.4.3 可能的涉及细胞壁合成的DEGs
7.4.4 可能的涉及的种子发育的DEGs
7.4.5 可能的涉及果实发育的DEGs
8 结论与展望
8.1 主要结论
8.2 展望
参考文献
附录
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
A.个人简历
B.作者在攻读硕士学位期间发表的论文
C.作者在攻读硕士学位期间申请的专利
D.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
E.作者在攻读硕士学位期间获得的奖励
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]茄子紫外光受体蛋白基因SmUVR8的克隆及功能分析[J]. 张君豪,何永军,周露,刘杨,陈火英. 园艺学报. 2019(02)
[2]光照对非光敏型茄子花青素合成相关基因的影响[J]. 刘卫,刘杨,任丽,蒋明敏,葛海燕,沈海斌,古在丽,陈火英. 分子植物育种. 2017(03)
[3]“十二五”我国茄子遗传育种研究进展[J]. 连勇,刘富中,田时炳,陈钰辉,张映. 中国蔬菜. 2017(02)
[4]COP1调控植物花色苷合成的研究进展[J]. 朱婷婷,林玲,杨涛,高帆,刘天宇,潘东明,夏惠. 分子植物育种. 2015(09)
[5]茄子花青素合成中SmTTG1、SmGL3和SmTT8的表达及其蛋白质间的相互作用[J]. 刘新宇,韩洪强,葛海燕,蒋明敏,陈火英. 园艺学报. 2014(11)
[6]茄子花青素合成相关基因SmMYB的克隆与表达分析[J]. 邵文婷,刘杨,韩洪强,陈火英. 园艺学报. 2013(03)
[7]植物花青素苷生物合成及调控的研究进展[J]. 高燕会,黄春红,朱玉球,童再康. 中国生物工程杂志. 2012(08)
[8]植物MYB转录因子研究[J]. 刘守梅,孙玉强,王慧中. 杭州师范大学学报(自然科学版). 2012(02)
[9]茄子（Solanum melongena L.）叶上表皮紫色花色素苷对光合机构的保护效应[J]. 薛占军,高志奎,王梅,钟传飞,高荣孚. 生态学报. 2009(03)
[10]植物COP1蛋白的结构与功能[J]. 陈章权,彭世清,陈守才. 植物学通报. 2002(05)
博士论文
[1]光信号诱导茄子花青素合成的分子机制研究[D]. 蒋明敏.上海交通大学 2016
[2]紫白菜与紫茄花色苷生物合成及光调控的分子机理研究[D]. 张彦杰.重庆大学 2015
硕士论文
[1]茄子花青素生物合成关键MYB转录因子的筛选及克隆[D]. 王世界.山东农业大学 2016
[2]LED光质对茄子生长发育及产量、品质的影响[D]. 李亚华.山东农业大学 2015
[3]茄子花青素合成相关基因SmMYB的克隆与功能研究[D]. 邵文婷.上海交通大学 2013
[4]茄子花青素生物合成关键基因的克隆与表达分析[D]. 李翔.上海交通大学 2011
本文编号：3202914
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