利用钙信号筛选拟南芥寒冷感受组分

发布时间：2023-03-28 22:34

　　环境因素制约传统农业的发展,尤其是随着最近全球气温变化明显,一些极端天气例如温度的骤降会影响植物的生长和发育,使生产力降低,产量减少。植物能感受外界环境的变化,并产生一定的防御机制。作为第二信使的Ca²⁺是调控植物响应外界刺激的一个重要因子。在平常的情况下,胞内钙离子水平会保持在一个很低的程度,而当外界刺激来临被植物感觉到时,钙离子从胞外或者细胞内的钙库中释放后进入细胞质,使胞内钙离子浓度升高,进而产生了钙信号,传递到下游的信号通路,导致细胞对刺激做出相应的应答响应。目前的研究多为对寒冷刺激引起的下游信号通路的研究,对于植物如何感受冷胁迫刺激并将钙信号转化为生物信号引发下游信号通路产生的研究还很少。本课题期望利用钙离子成像技术,以化学试剂EMS诱变的突变体植株为材料,在拟南芥植株中表达水母荧光蛋白,筛选EMS诱变库,在其中找到对低温胁迫不敏感的植株(也就是在低温胁迫下,相比于野生型,植株细胞胞内钙离子浓度升高较小的植株)。进一步利用图位克隆的方法定位基因,以此寻找植物感受在低温胁迫后信号通路中的Ca²⁺相关的特异离子通道或相关的调控基因,来揭...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstracts
1 前言
    1.1 植物与Ca²⁺信号系统
        1.1.1 植物中的钙
        1.1.2 钙信号的传递
            1.1.2.1 胞浆钙离子的流出
            1.1.2.2 胞浆钙离子的流入
        1.1.3 钙信号的识别
            1.1.3.1 钙调蛋白和类钙调蛋白
            1.1.3.2 钙调神经磷酸酶B类蛋白
            1.1.3.3 钙依赖性蛋白激酶
        1.1.4 钙信号的检测
            1.1.4.1 钙离子浓度的检测方法
            1.1.4.2 水母荧光蛋白
            1.1.4.3 钙离子浓度的换算
    1.2 低温对植物生长影响的研究
        1.2.1 低温对植物生长的影响
        1.2.2 植物对低温的“感受”
        1.2.3 植物对低温信号的调控
            1.2.3.1 转录水平的调控
            1.2.3.2 表观遗传水平的调控
            1.2.3.3 翻译水平的调控
    1.3 图位克隆
        1.3.1 图位克隆原理
        1.3.2 图位克隆操作过程
        1.3.3 图位克隆中的分子标记
    1.4 本研究的目的与意义
2 突变体的筛选
    2.1 实验材料
    2.2 实验试剂
    2.3 实验方法
        2.3.1 以Aequorin生物发光系统为基础的植物钙信号成像
        2.3.2 拟南芥对低温响应的突变体的筛选
            2.3.2.1 筛选条件的确定
            2.3.2.2 第一轮筛选
            2.3.2.3 第二、三轮筛选
            2.3.2.4 突变体的特异性验证
        2.3.3 拟南芥的杂交
        2.3.4 F₂代群体构建
        2.3.5 F₃表型的确定
        2.3.6 全基因组重测序和基因定位
        2.3.7 酶切位点引物设计和PCR反应
        2.3.8 CTAB法提取DNA
    2.4 实验结果
        2.4.1 筛选条件的确定
        2.4.2 低温诱导下钙信号缺失突变体第一轮筛选
        2.4.3 突变体的第二、三轮筛选
        2.4.4 相关突变体的特异性鉴定
        2.4.5 突变体的全基因组测序
            2.4.5.1 突变体F₁获得
            2.4.5.2 突变体F₂筛选
            2.4.5.3 突变体F₃筛选
            2.4.5.4 突变体全基因组测序
    2.5 结果与讨论
3 冷胁迫对突变体的生长影响
    3.1 实验材料
    3.2 实验试剂
    3.3 实验方法
    3.4 实验结果
        3.4.1 突变体的根长研究
        3.4.2 突变体的生长情况的研究
    3.5 结果与讨论
4 总结与展望
致谢
参考文献



本文编号：3773423