半胱氨酸脱巯基酶LCD在番茄果实成熟衰老进程中的调控机制研究
发布时间：2023-03-31 17:37
番茄是全球重要的经济作物,其果实含有丰富的营养成分。近年来,在延缓采后番茄果实成熟衰老和延长果实货架期等方面的研究十分深入。硫化氢(H2S)是植物中广泛存在的小分子信号物质,采后果实的成熟衰老进程可以通过外源H2S的处理而得到延缓。L-半胱氨酸脱巯基酶(L-cysteine desulfhydrase,LCD)是番茄果实中生成内源H2S的关键酶,本文通过对植物中LCD基因家族进行生物信息学分析,利用大肠杆菌原核表达系统验证番茄LCD蛋白的酶学性质,利用病毒诱导基因沉默技术(VIGS)和Crispr/Cas9基因编辑技术,构建Sl LCD1基因沉默和基因突变植株,探究Sl LCD1在番茄果实成熟衰老进程中的功能及作用机制。通过生物信息学分析,在17个植物物种中鉴定出41个LCD基因成员,利用转录组数据分析出植物LCD基因在干旱、低温和高盐等胁迫条件下有一定的响应作用。利用大肠杆菌原核表达系统,验证了番茄LCD1和LCD2蛋白具有催化L-Cys生成H2S的酶学功能。通过构建亚细胞定位载体,发现番茄LCD...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 前言
1.1 引言
1.2 番茄果实成熟衰老调控机制的研究进展
1.2.1 植物激素对番茄果实成熟衰老的调控机制
1.2.2 番茄果实成熟衰老进程中的物质代谢
1.3 气体信号分子H2S调节植物生长发育的研究进展
1.3.1 气体信号分子概述
1.3.2 气体信号分子H2S对植物生长发育的影响
1.4 内源硫化氢生成酶的研究进展
1.4.1 内源硫化氢生成酶在动物中的功能
1.4.2 内源硫化氢生成酶在植物中的功能
1.5 课题研究的目的、意义和内容
1.5.1 课题研究的目的和意义
1.5.2 课题研究的主要内容
第二章 SlLCD基因的生物信息学分析及酶学性质研究
2.1 实验材料、试剂及仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 主要试剂
2.1.3 主要仪器设备
2.2 实验方法
2.2.1 系统进化树的构建、motif和基因结构分析
2.2.2 pJC40-SlLCD原核表达载体的构建
2.2.3 IPTG诱导融合蛋白的表达
2.2.4 SDS-PAGE检测融合蛋白的表达
2.2.5 半胱氨酸脱巯基酶(LCD)的活性检测
2.3 实验结果与分析
2.3.1 植物LCD基因家族序列的特性分析
2.3.2 植物LCD基因家族系统进化树分析
2.3.3 植物LCD基因motif和基因结构分析
2.3.4 植物LCD基因在非生物胁迫下的表达模式分析
2.3.5 大肠杆菌中诱导表达pJC40-SlLCD重组蛋白
2.3.6 重组蛋白pJC40-SlLCD的酶活性分析
2.4 本章小结
第三章 SlLCD1蛋白细胞核定位的机制研究和入核互作蛋白的筛选
3.1 实验材料、试剂及仪器
3.1.1 实验材料
3.1.2 主要试剂
3.1.3 主要仪器设备
3.2 实验方法
3.2.1 植物材料处理方法
3.2.2 SlLCD-GFP相关载体的构建
3.2.3 SlLCD-GFP相关载体转化烟草叶片
3.2.4 酵母双杂交载体的构建
3.2.5 诱饵载体和猎物载体共转化酵母感受态
3.2.6 SlLCD蛋白与importinα蛋白的互作效应的验证
3.3 实验结果与分析
3.3.1 SlLCD核定位信号分析
3.3.2 SlLCD-GFP相关载体构建
3.3.3 SlLCD蛋白在烟草中的亚细胞定位分析
3.3.4 SlLCD1 蛋白与核输入蛋白importinα的相互作用机制
3.4 本章小结
第四章 利用VIGS和Crispr/Cas9技术验证SlLCD1在番茄果实成熟衰老过程中的功能
4.1 实验材料、试剂及仪器
4.1.1 实验材料
4.1.2 主要试剂
4.1.3 主要仪器设备
4.2 实验方法
4.2.1 植物材料处理方法
4.2.2 RT-qPCR检测
4.2.3 番茄SlLCD1基因沉默植株的构建
4.2.4 番茄SlLCD1纯合突变植株的筛选
4.2.5 番茄植株表型观察及样品处理
4.2.6 番茄LCD酶活检测、内源H2S和Cys含量测定
4.2.7 番茄果实类胡萝卜素和叶绿素含量测定
4.2.8 番茄果实成熟相关基因表达量测定
4.2.9 番茄SlLCD1基因编辑植株种子萌发率测定
4.3 实验结果与分析
4.3.1 SlLCD在番茄不同组织中的表达模式
4.3.2 TRV2-LCD1基因沉默载体的构建
4.3.3 番茄vigs-lcd1植株果实表型观察
4.3.4 番茄vigs-lcd1植株果实内源H2S含量检测
4.3.5 T1 代番茄SlLCD1基因编辑植株的鉴定
4.3.6 T2 代番茄SlLCD1基因纯合突变植株的鉴定
4.3.7 SlLCD1基因突变对番茄植株表型的影响
4.3.8 SlLCD1 基因突变番茄植株内源H2S和Cys含量分析
4.3.9 SlLCD1基因突变对番茄果实色素含量和相关基因表达量的影响
4.3.10 SlLCD1基因突变对番茄果实乙烯通路相关基因表达量的影响..
4.3.11 SlLCD1基因突变对番茄果实细胞壁代谢相关基因表达量的影响
4.3.12 SlLCD1基因突变对番茄叶片抗逆性的影响
4.3.13 SlLCD1基因突变对番茄种子萌发的影响
4.4 本章小结
第五章 全文小结
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3775500
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 前言
1.1 引言
1.2 番茄果实成熟衰老调控机制的研究进展
1.2.1 植物激素对番茄果实成熟衰老的调控机制
1.2.2 番茄果实成熟衰老进程中的物质代谢
1.3 气体信号分子H2S调节植物生长发育的研究进展
1.3.1 气体信号分子概述
1.3.2 气体信号分子H2S对植物生长发育的影响
1.4 内源硫化氢生成酶的研究进展
1.4.1 内源硫化氢生成酶在动物中的功能
1.4.2 内源硫化氢生成酶在植物中的功能
1.5 课题研究的目的、意义和内容
1.5.1 课题研究的目的和意义
1.5.2 课题研究的主要内容
第二章 SlLCD基因的生物信息学分析及酶学性质研究
2.1 实验材料、试剂及仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 主要试剂
2.1.3 主要仪器设备
2.2 实验方法
2.2.1 系统进化树的构建、motif和基因结构分析
2.2.2 pJC40-SlLCD原核表达载体的构建
2.2.3 IPTG诱导融合蛋白的表达
2.2.4 SDS-PAGE检测融合蛋白的表达
2.2.5 半胱氨酸脱巯基酶(LCD)的活性检测
2.3 实验结果与分析
2.3.1 植物LCD基因家族序列的特性分析
2.3.2 植物LCD基因家族系统进化树分析
2.3.3 植物LCD基因motif和基因结构分析
2.3.4 植物LCD基因在非生物胁迫下的表达模式分析
2.3.5 大肠杆菌中诱导表达pJC40-SlLCD重组蛋白
2.3.6 重组蛋白pJC40-SlLCD的酶活性分析
2.4 本章小结
第三章 SlLCD1蛋白细胞核定位的机制研究和入核互作蛋白的筛选
3.1 实验材料、试剂及仪器
3.1.1 实验材料
3.1.2 主要试剂
3.1.3 主要仪器设备
3.2 实验方法
3.2.1 植物材料处理方法
3.2.2 SlLCD-GFP相关载体的构建
3.2.3 SlLCD-GFP相关载体转化烟草叶片
3.2.4 酵母双杂交载体的构建
3.2.5 诱饵载体和猎物载体共转化酵母感受态
3.2.6 SlLCD蛋白与importinα蛋白的互作效应的验证
3.3 实验结果与分析
3.3.1 SlLCD核定位信号分析
3.3.2 SlLCD-GFP相关载体构建
3.3.3 SlLCD蛋白在烟草中的亚细胞定位分析
3.3.4 SlLCD1 蛋白与核输入蛋白importinα的相互作用机制
3.4 本章小结
第四章 利用VIGS和Crispr/Cas9技术验证SlLCD1在番茄果实成熟衰老过程中的功能
4.1 实验材料、试剂及仪器
4.1.1 实验材料
4.1.2 主要试剂
4.1.3 主要仪器设备
4.2 实验方法
4.2.1 植物材料处理方法
4.2.2 RT-qPCR检测
4.2.3 番茄SlLCD1基因沉默植株的构建
4.2.4 番茄SlLCD1纯合突变植株的筛选
4.2.5 番茄植株表型观察及样品处理
4.2.6 番茄LCD酶活检测、内源H2S和Cys含量测定
4.2.7 番茄果实类胡萝卜素和叶绿素含量测定
4.2.8 番茄果实成熟相关基因表达量测定
4.2.9 番茄SlLCD1基因编辑植株种子萌发率测定
4.3 实验结果与分析
4.3.1 SlLCD在番茄不同组织中的表达模式
4.3.2 TRV2-LCD1基因沉默载体的构建
4.3.3 番茄vigs-lcd1植株果实表型观察
4.3.4 番茄vigs-lcd1植株果实内源H2S含量检测
4.3.5 T1 代番茄SlLCD1基因编辑植株的鉴定
4.3.6 T2 代番茄SlLCD1基因纯合突变植株的鉴定
4.3.7 SlLCD1基因突变对番茄植株表型的影响
4.3.8 SlLCD1 基因突变番茄植株内源H2S和Cys含量分析
4.3.9 SlLCD1基因突变对番茄果实色素含量和相关基因表达量的影响
4.3.10 SlLCD1基因突变对番茄果实乙烯通路相关基因表达量的影响..
4.3.11 SlLCD1基因突变对番茄果实细胞壁代谢相关基因表达量的影响
4.3.12 SlLCD1基因突变对番茄叶片抗逆性的影响
4.3.13 SlLCD1基因突变对番茄种子萌发的影响
4.4 本章小结
第五章 全文小结
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3775500
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qgylw/3775500.html
