杧果小分子热激蛋白基因的克隆及其逆境胁迫下的功能分析

发布时间：2023-12-10 16:03

　　杧果(Mangifera indica Linn)属于漆树科杧果属常绿植物,是世界上五大热带水果之一。近年来由于全球气候不断变化,地球温度不断升高,导致多种非生物胁迫对杧果的生长发育造成严重影响,给杧果产量、品质以及产业的发展受到较大影响。目前,高温对于杧果果实采后贮藏保鲜的生理生化影响研究较多,但高温胁迫对杧果幼苗生理生化的影响未见报道,为此,本研究以土杜砧木的一年生盆栽四季杧与台农1号杧品种嫁接苗为材料,进行44℃高温处理,采集处理不同时间的样品,比较分析这二个品种的生理生化特性。另一方面,本实验室前期在对杧果在盐胁迫、干旱等逆境胁迫处理下cDNA差异表达分析结果中发现有三个小分子热激蛋白基因高度表达响应了非生物胁迫,尤其是高温胁迫的基因片段,为了弄清这3个基因的功能,本研究进一步克隆其cDNA全长并进行生物信息学分析,探讨三个小分子热激蛋白基因在四季杧中的表达模式,并将其转化拟南芥和大肠杆菌中进行功能分析,为杧果逆境胁迫的深入研究奠定基础。主要研究结果如下：1.杜果幼苗在高温胁迫下生理特性的变化在高温胁迫下,随着胁迫时间的延长,两个杧果品种细胞膜质的丙二醛(MDA)和电导率指标均...

【文章页数】：125 页

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摘要
ABSTRACT
缩写表
第一章 文献综述
    1.1 植物在热处理时生理生化变化研究
        1.1.1 植物光合相应高温胁迫
        1.1.2 高温胁迫对膜系统影响
        1.1.3 抗氧化系统在高温胁迫下的反应
        1.1.4 高温胁迫对渗透物质的影响
        1.1.5 高温胁迫对果树的影响
    1.2 植物体内的热激蛋白
        1.2.1 热激蛋白(Heat shock protein,HSP)
        1.2.2 sHSP类基因
        1.2.3 小分子热激蛋白转基因工程研究
    1.3 本论文研究的目的意义
    1.4 本论文研究内容
第二章 高温胁迫对杧果幼苗生理生化的影响
    2.1 材料与方法
        2.1.1 材料处理
        2.1.2 测定方法
        2.1.3 数据统计和计算制图
    2.2 结果与分析
        2.2.1 高温胁迫下杧果形态观察
        2.2.2 高温胁迫对两个杧果品种幼苗叶片细胞膜的影响
        2.2.3 高度胁迫对两个杧果品种幼苗叶片中保护酶活性的影响
        2.2.4 高温胁迫对两个杧果品种幼苗叶片渗透调节物质的影响
        2.2.5 高温胁迫对两个杧果品种幼苗叶片中叶绿素含量的影响
        2.2.6 高温胁迫对两个杧果品种幼苗叶片相对含水量的影响
    2.3 讨论
        2.3.1 高温对杧果幼苗叶片细胞膜的影响
        2.3.2 高温对杧果保护酶的影响
        2.3.3 高温对杧果幼苗叶片渗透调节物质的影响
        2.3.4 高温对杜果幼苗叶片叶绿素含量的影响
        2.3.5 高温处理对杧果含水量的影响
    2.4 小结
第三章 杧果MiHSP17.6、MiHSP17.7、MiHSP23.2基因的克隆及表达分析
    3.1 实验材料与方法
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 实验试剂
        3.1.3 材料处理
        3.1.4 杧果总RNA提取和cDNA合成
        3.1.5 引物设计
        3.1.6 目的基因全长克隆
        3.1.7 实时荧光定量PCR
        3.1.8 生物信息学解析
    3.2 结果与分析
        3.2.1 杧果总RNA提取与cDNA合成
        3.2.2 MiHSP17.6、MiHSP17.7、MiHSP23.2基因克隆及测序
        3.2.3 MiHSP17.6、MiHSP17.7、MiHSP23.2基因生物信息学分析
        3.2.4 MiHSP17.6、MiHSP17.7、MiHSP23.2系统进化分析
        3.2.5 MiHSP17.6、MiHSP17.7、MiHSP23.2基因同源进化树分析
        3.2.6 MiHSP17.6、MiHSP17.7、MiHSP23.2基因在不同组织中的表达
        3.2.7 MiHSP17.6、MiHSPl7.7、MiHSP23.2基因表达
        3.2.8 MiHSP17.6、MiHSPl7.7、MiHSP23.2在信号刺激物质下的表达
    3.3 讨论
    3.4 小结
第四章 杧果MiHSP17.6、MiHSP17.7蛋白原核表达与功能分析
    4.1 材料与方法
        4.1.1 材料
        4.1.2 主要药品与试剂
        4.1.3 MiHSP17.6、MiHSP17.7基因全长获得
        4.1.4 PCR产物的回收纯化
        4.1.5 连接体系与转化
        4.1.6 菌液检测
        4.1.7 重组载体构建过程
        4.1.8 基因的蛋白表达
        4.1.9 蛋的纯化与Western Blot
        4.1.10 转化子对非生物胁迫的抗性
    4.2 结果与分析
        4.2.1 MiHSP17.6与MiHSP17.7基因片段的扩增
        4.2.2 原核表达载体的构建
        4.2.3 重组蛋白纯化与蛋白印迹分析
        4.2.4 重组转化子对低温、高温的耐受性
        4.2.5 重组转化子对NaCL和PEG的耐受性
    4.3 本章讨论
    4.4 小结
第五章 杧果MiHSP17.6、MiHSP17.7、MiHSP23.2基因转化拟南芥及其功能验证
    5.1 材料与方法
        5.1.1 材料
        5.1.2 主要试剂及仪器
        5.1.3 表达载体构建
        5.1.4 转基因拟南芥
        5.1.5 转基因植株鉴定
        5.1.6 转基因拟南芥逆境胁迫处理
        5.1.7 逆境胁迫下转基因拟南芥植株的表达(实时荧光定量)
        5.1.8 温度胁迫下转基因拟南芥叶片中生理生化指标测定
        5.1.9 数据分析
    5.2 结果与分析
        5.2.1 杧果MiHSP17.6、MiHSP17.7、MiHSP23基因表达载体构建
        5.2.2 杧果MiHSP17.6、MiHSP17.7、MiHSP23转化拟南芥
        5.2.3 转基因拟南芥鉴定
        5.2.4 T3代转基因植株表型观察
        5.2.5 高温胁迫下转基因拟南芥表达模式、生长表型和生理生化指标的变化
        5.2.6 低温胁迫下转基因拟南芥表达模式、生长表型和生理指标变化
        5.2.7 盐胁迫对转基因拟南芥不同生长阶段的影响
        5.2.8 干旱胁迫对基因拟南芥株系生长的影响
    5.3 讨论
        5.3.1 转sHSP基因植株增强在高温胁迫时的抗性
        5.3.2 过表达三个sHSP基因增强拟南芥耐冷性
        5.3.3 过表达三个sHSP基因增强拟南芥抗盐性
        5.3.4 过表达三个sHSP基因增强拟南芥耐干旱性
    5.4 小结
第六章 全文结论、创新点与展望
    6.1 全文结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
攻读博士期间发表的相关学术论文



本文编号：3872689