油菜APS还原酶基因（APR2）的克隆与拟南芥遗传转化

发布时间：2022-08-11 18:42

　　油菜是我国四大油料作物之一,菜籽油是我国食用植物油的重要来源。因此,油菜生产在国民经济中占有重要地位。为了丰富油菜的紫叶基因资源及对紫叶性状形成的分子机制的认识,本研究以实验室育成的紫叶表型稳定油菜品系XY-PL为实验材料,首先对其紫叶性状的表型特征、遗传规律、环境影响因子等进行了探讨,明确了XY-PL的主要形态特征、农艺性状、遗传规律和环境影响因素;随后采用同源克隆法获得了紫叶候选基因Adenosine-5’-phosohosulfate reductase 2（APR2）,并采用生物信息学方法对该基因在核苷酸和氨基酸水平进行了序列分析和功能预测,明确了该基因的主要结构特征和功能特性;最后,将分离自紫叶XY-PL和绿叶中双11号（ZS11）的3个APR2同源基因构建植物表达载体,采用农杆菌介导的花序浸泡转化法对野生型拟南芥进行了遗传转化,并对转基因拟南芥T1-T2代的叶色等表型进行了考察,同时还探讨了无硫和高硫条件对转基因植株生长的影响。本研究获得的主要结果总结如下:1、XY-PL幼苗叶色呈明显紫色,并且紫叶性状贯穿整个生命周期,株型紧凑,株高1.6 m左右。4片花瓣,黄色。XY-P... 

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摘要
ABSTRACT
第一章 诸论
    1.1 引言
    1.2 植物紫叶性状研究进展
        1.2.1 花青素简介
        1.2.2 植物紫叶性状研究现状
        1.2.3 油菜紫叶性状遗传研究进展
    1.3 APS还原酶研究进展
        1.3.1 APS还原酶简介
        1.3.2 异化型APS还原酶代谢途径
        1.3.3 同化型APS还原酶代谢途径
    1.4 植物基因功能验证技术
        1.4.1 过表达(Over expression)
        1.4.2 RNA干扰和反义技术
        1.4.3 T-DNA插入突变
        1.4.4 基因的定点诱变
    1.5 拟南芥的遗传转化研究
        1.5.1 拟南芥遗传转化方法的发展
        1.5.2 农杆菌介导的花序浸染法的转化机理
        1.5.3 农杆菌介导的花序浸染法的优缺点
    1.6 研究的目的和意义
第二章 油菜紫叶品系XY-PL的生物学特征及其遗传分析
    2.1 引言
    2.2 实验材料与试剂
        2.2.1 植物材料
        2.2.2 主要药品与试剂
        2.2.3 主要溶液配制
        2.2.4 主要仪器设备
    2.3 方法与步骤
        2.3.1 XY-PL植株的形态学特征
        2.3.2 XY-PL叶片的解剖学特征
        2.3.3 XY-PL的生理学特征
        2.3.4 XY-PL紫叶性状的遗传分析
        2.3.5 环境因子对XY-PL紫叶表型的影响
    2.4 结果与分析
        2.4.1 XY-PL植株的形态学特征
        2.4.2 XY-PL叶片的解剖学特征
        2.4.3 XY-PL的生理学特征
        2.4.4 XY-PL紫叶性状的遗传分析
        2.4.5 环境因子对XY-PL紫叶表型的影响
    2.5 本章小节
第三章 紫叶候选基因APR2 的克隆及生物信息学分析
    3.1 引言
    3.2 实验材料与试剂
        3.2.1 植物材料
        3.2.2 主要药品与试剂
        3.2.3 主要溶液和培养基配制
        3.2.4 APR2 基因特异PCR扩增引物的设计与合成
        3.2.5 主要仪器设备
    3.3 方法与步骤
        3.3.1 叶片总DNA与 RNA的提取
        3.3.2 APR2 g DNA扩增
        3.3.3 APR2 第一链c DNA的合成
        3.3.4 APR2 c DNA的 PCR扩增
        3.3.5 APR2 基因PCR产物的电泳与回收
        3.3.6 APR2 基因片段与克隆载体的连接与转化
        3.3.7 阳性菌落的鉴定与测序
        3.3.8 APR2 基因的生物信息学分析
    3.4 结果与分析
        3.4.1 总DNA与 RNA提取效果
        3.4.2 APR2 g DNA与 c DNA扩增效果
        3.4.3 APR2 基因的结构与DNA序列比对
        3.4.4 APR2 基因的推导氨基酸序列及其理化性质
        3.4.5 APR2 的系统进化分析
        3.4.6 APR2 功能结构域分析
    3.5 本章小节
第四章 APR2 基因的拟南芥遗传转化及其表型分析
    4.1 引言
    4.2 实验材料与试剂
        4.2.1 植物材料
        4.2.2 主要药品与试剂
        4.2.3 主要溶液和培养基配制
        4.2.4 主要仪器设备
    4.3 方法与步骤
        4.3.1 APR2 过表达载体的构建
        4.3.2 拟南芥的遗传转化
        4.3.3 转基因株系的表型分析
    4.4 结果与分析
        4.4.1 APR2 质粒的提取效果
        4.4.2 启动子、终止子的扩增、表达元件的组装效果评价
        4.4.3 表达载体的阳性检测结果
        4.4.4 表达载体转化农杆菌效果分析
        4.4.5 T1 转基因植株表型
        4.4.6 T2 转基因植株性状分离比例
        4.4.7 转基因植株的叶片表型
        4.4.8 转基因植株叶片的花青素含量分析
        4.4.9 转基因植的硫代谢表型分析
    4.5 本章小节
致谢
参考文献
个人简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]原花青素联合维生素E对动脉粥样硬化大鼠血脂及抗氧化的影响[J]. 师豪,黄世龙,张孟柯,李颍,胡文玉,牛美兰.  中国老年学杂志. 2019(04)
[2]紫粒小麦花青素合成分子调控机制研究进展[J]. 李小兰,张明生,任明见,吕享,吉宁,王晓红,徐如宏.  植物生理学报. 2017(04)
[3]百脉根ACC氧化酶基因LcACO1的克隆及序列分析[J]. 马兰.  分子植物育种. 2017(02)
[4]紫粒小麦高原115中R2R3-MYB转录因子TaMYB3-4A的克隆及功能分析[J]. 叶广继,张波,陈文杰,刘宝龙,张怀刚.  分子植物育种. 2016(08)
[5]紫红叶甘蓝型油菜叶片的色素变化及光合生理特性[J]. 唐容,黄泽素,王海,代文东,王少铭,李德珍.  西南农业学报. 2016(06)
[6]甘蓝型油菜心叶颜色性状的遗传和AFLP标记的筛选[J]. 淡亚彬,杜德志.  江苏农业科学. 2016(04)
[7]T—DNA插入突变体在植物基因功能分析中的应用[J]. 高俊平.  山西青年. 2013(18)
[8]控制白菜叶片紫色的pur基因初步定位[J]. 刘瑾,汪维红,张德双,于拴仓,张凤兰,赵岫云,余阳俊,徐家炳,卢桂香.  华北农学报. 2013(01)
[9]利用重叠延伸PCR技术进行定点突变研究[J]. 雒丽娜,王盛,王玉炯.  安徽农业科学. 2012(10)
[10]紫甘蓝花色苷色素稳定性研究[J]. 朱振宝,吴园芳,易建华.  粮食与油脂. 2011(10)

博士论文
[1]水稻紫叶性状遗传和基因定位的研究[D]. 邓国富.广西大学 2007

硕士论文
[1]甜瓜钾离子通道基因MIRK的拟南芥转化及转基因植株的耐盐性研究[D]. 谢亚丽.上海交通大学 2009
[2]甘蓝型油菜叶色基因的初步定位[D]. 吕九龙.华中农业大学 2008
[3]水稻逆境相关基因的遗传转化和功能鉴定[D]. 黄越敏.华中农业大学 2006
[4]葡萄籽原花青素的安全性毒理学评价及抗突变作用研究[D]. 马中春.吉林大学 2005



本文编号：3675187