西瓜TCP转录因子的鉴定及功能分析

发布时间：2021-08-25 16:39

　　TCP蛋白是植物所特有的一类转录因子,对植物的生长发育及形态建成起着重要的调控作用,比如：种子萌发、植株分枝、叶和花的发育等过程。西瓜是我国乃至全世界的重要经济作物,栽培面积广阔,经济效益显著。关于西瓜TCP基因家族的研究至今还没有报道。本研究利用生物信息学方法,基于西瓜全基因组数据库信息,首次对西瓜TCP转录因子家族成员进行鉴定与命名,并全面分析了其序列、分类、结构、进化、染色体位置、保守结构域及时空表达等情况,为西瓜TCP家族的功能分析奠定了基础。株高是西瓜重要的农艺性状之一。短蔓型西瓜植株株型紧凑,易于栽培和管理,无须整枝,适合密集种植,并能充分利用太阳光能和土地资源,增加单位面积西瓜产量；同时可在一定程度上节省劳动力,降低生产成本,提高经济效益。但目前主栽品种中很少有短蔓类型,这可能与短蔓连锁的基因影响了品质有关。因此研究短蔓的分子机理,可为优质品种中引入短蔓性状提供理论支撑。另一方面,生产上发现嫁接或胁迫引起的衰老不仅会导致叶片光合能力下降,同时还会严重影响西瓜的产量和品质。近期有研究表明TCP蛋白参与叶片衰老过程。因此,本研究希望通过对TCP基因家族在株高及叶片衰老调控中的... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
缩略词表
1 绪论
    1.1 植物转录因子概述
    1.2 TCP转录因子家族
        1.2.1 TCP转录因子的特征
        1.2.2 TCP转录因子生物学功能研究进展
    1.3 生物信息学在西瓜TCP基因家族研究中的应用
    1.4 西瓜株型性状研究进展
        1.4.1 株高性状的遗传研究
        1.4.2 叶片衰老性状研究概况
    1.5 植物对赤霉素响应的研究进展
        1.5.1 赤霉素的作用机理与基因表达调控
        1.5.2 赤霉素信号转导模式
        1.5.3 赤霉素对茎部生长的影响
    1.6 Gateway克隆技术及农杆菌介导转化法
        1.6.1 Gateway技术原理
        1.6.2 农杆菌介导的转化
    1.7 研究依据及目的意义
2 西瓜TCP转录因子家族成员的鉴定及表达分析
    2.1 材料和方法
        2.1.1 试验材料
            2.1.1.1 基因组数据库序列来源
            2.1.1.2 植物材料与处理
        2.1.2 主要试剂
        2.1.3 主要仪器设备
        2.1.4 西瓜TCP基因的鉴定及命名
        2.1.5 西瓜TCP基因的结构分析
        2.1.6 西瓜TCP基因染色体位置分析
        2.1.7 西瓜TCP基因系统进化树的构建
        2.1.8 西瓜TCP基因保守基序的分析
        2.1.9 总RNA的提取(试剂盒由TIANGEN公司提供）
        2.1.10 cDNA第一条链的合成(TOYOBO的反转录试剂盒）
        2.1.11 半定量RT-PCR扩增
    2.2 结果与分析
        2.2.1 西瓜TCP基因的属性特征
        2.2.2 西瓜TCP基因的结构分析
        2.2.3 西瓜TCP基因的染色体位置及同源性分析
        2.2.4 西瓜TCP基因系统发育关系分析
        2.2.5 西瓜TCP基因保守结构域分析及亚家族分类
        2.2.6 西瓜TCP基因的表达谱分析
    2.3 讨论
3 西瓜ClTCP14α和ClTCP15基因的克隆及功能验证
    3.1 材料和方法
        3.1.1 试验材料
            3.1.1.1 植物材料
            3.1.1.2 载体和菌株
        3.1.2 主要试剂
        3.1.3 主要仪器设备
        3.1.4 赤霉素处理对ClTCP14a和ClTCP15基因表达的影响
            3.1.4.1 总RNA的提取
            3.1.4.2 cDNA第一条链的合成
            3.1.4.3 ClTCP14a和ClTCP15基因定量表达分析
        3.1.5 ClTCP14a和ClTCP15基因全长的克隆
            3.1.5.1 PCR产物的回收纯化
            3.1.5.2 目的片段与载体的连接
            3.1.5.3 大肠杆菌感受态细胞的转化
        3.1.6 植物表达载体的构建
            3.1.6.1 质粒的提取
            3.1.6.2 添加attB接头的PCR
            3.1.6.3 BP反应
            3.1.6.4 LR反应
        3.1.7 转化农杆菌
            3.1.7.1 农杆菌感受态细胞的制备
            3.1.7.2 质粒转化农杆菌
        3.1.8 花序浸染法转化拟南芥
        3.1.9 转基因拟南芥的鉴定
            3.1.9.1 转基因拟南芥的抗性筛选
            3.1.9.2 植物DNA快速提取
            3.1.9.3 转基因拟南芥的PCR鉴定
        3.1.10 拟南芥纯合突变体的鉴定
        3.1.11 转基因拟南芥株高性状分析
        3.1.12 ClTCP14a和ClTCP15基因过量表达对赤霉素代谢途径的影响
    3.2 结果与分析
        3.2.1 赤霉素对西瓜株高及ClTCP14a和ClTCP15基因表达的影响
        3.2.2 纯合tcp14 tcp15双突变体的鉴定
        3.2.3 转基因拟南芥的鉴定
            3.2.3.1 转基因拟南芥的抗性筛选
            3.2.3.2 转基因拟南芥的PCR鉴定
        3.2.4 ClTCP14a和ClTCP15基因过表达植株株高性状的分析
        3.2.5 ClTCP14a和ClTCP15过量表达对赤霉素代谢相关基因表达水平的影响
    3.3 讨论
4 TCP转录因子在西瓜叶片衰老过程中的功能分析
    4.1 材料和方法
        4.1.1 植物材料及处理
        4.1.2 主要试剂
        4.1.3 主要仪器设备
        4.1.4 叶绿素含量测定
        4.1.5 离子渗透率测量
        4.1.6 西瓜TCP基因在叶片衰老过程中的表达分析
            4.1.6.1 总RNA的提取
            4.1.6.2 cDNA第一条链的合成
            4.1.6.3 西瓜TCP基因的定量表达分析
        4.1.7 ClTCP1a基因转化拟南芥
    4.2 结果与分析
        4.2.1 自然衰老和黑暗诱导衰老过程中叶片生化指标的变化
        4.2.2 ClTCP1a,2a,16,20a,21是叶片衰老相关基因
        4.2.3 ClTCP1a基因转化拟南芥的PCR鉴定
        4.2.4 过量表达ClTCP1a基因对拟南芥叶片衰老的影响
    4.3 讨论
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 后续工作及展望
参考文献
附录
    附录1 常用培养基和相关试剂的配制方法
    附录2 西瓜TCP基因半定量RT-PCR引物序列表
    附录3 西瓜TCP基因定量RT-PCR引物序列表
    附录4 pEASY-T1克隆载体结构图
    附录5 pDONR221入门载体图谱
    附录6 pMDC83表达载体图谱


【参考文献】：
期刊论文
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[4]短蔓矮生型西葫芦新品种淄葫一号的选育[J]. 王博,李炳华,王敬民,刘艳红,卢振宇,陈军.  农业科技通讯. 2009(11)
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[6]赤霉素生物合成途径及其相关研究进展[J]. 谈心,马欣荣.  应用与环境生物学报. 2008(04)
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[8]与南瓜矮生基因连锁的分子标记[J]. 李云龙,李海真,崔崇士,张海英,宫国义.  农业生物技术学报. 2007(02)
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本文编号：3362479