玉米冷响应基因ZmCyp40的功能分析及遗传转化研究

发布时间：2020-12-15 20:55

　　玉米（Zea mays L.）是我国第一大粮食作物,低温冷害已成为威胁玉米早期生长发育的主要非生物胁迫因素,并且限制其地域的分布,因此需要深入开展玉米抗冷性的研究,了解玉米在低温胁迫时的生理生化和分子遗传机制,从而通过遗传改良提高玉米抗冷性。基于此目的,本研究开展了以下研究工作:1.从抗冷玉米自交系W9816中成功克隆ZmCyp40基因（玉米亲环蛋白40基因）,片段长度为1396bp。开放阅读框分析表明ZmCyp40的完整阅读框包含1170bp,编码389个氨基酸。染色体定位分析发现ZmCyp40定位于6号染色体,横跨8454bp,包含8个外显子。保守域预测发现ZmCyp40蛋白含有PPIase和TPR保守结构域,表明其属于典型的Cyp40蛋白家族成员。多重序列比对和进化树分析表明ZmCyp40蛋白保守性较高,与高粱中该基因的同源性最高。蛋白结构预测发现该蛋白N端由一个β折叠形成的β桶,上下游各连接一个α螺旋组成,C端则由一系列α螺旋组成,两端通过柔性环连接。2.W9816自交系玉米低温（4℃）处理0 h、3 h、6 h、12 h、24 h和48 h后,对根、茎、叶中ZmCyp40的表... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩写词
第1章 文献综述
    1.1 低温胁迫
        1.1.1 细胞变化
        1.1.2 冷相关基因表达
        1.1.3 植物激素
        1.1.4 光呼吸
    1.2 低温胁迫对玉米的影响
    1.3 Cyp40的研究进展
    1.4 玉米遗传转化研究进展
    1.5 本研究的目的及意义
第2章 ZmCyp40基因的克隆及表达分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 菌种与载体
        2.1.2 试剂
        2.1.3 试剂及培养基的配制
        2.1.4 仪器
        2.1.5 植物材料
        2.1.6 ZmCyp40引物设计与合成
        2.1.7 玉米自交系W9816的RNA的提取
        2.1.8 RNA的反转录
        2.1.9 ZmCyp40克隆
        2.1.10 ZmCyp40回收与连接
        2.1.11 ZmCyp40重组质粒的转化与检测
        2.1.12 ZmCyp40测序
        2.1.13 生物信息学分析
        2.1.14 qRT-PCR分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 玉米W9816的RNA提取
        2.2.2 ZmCyp40基因的克隆
        2.2.3 ZmCyp40蛋白的结构特性
        2.2.4 多重序列比对和系统进化树分析
        2.2.5 ZmCyp40的表达分析
        2.2.6 讨论
        2.2.7 结论
第3章 ZmCyp40基因的表达载体构建与功能分析
    3.1 材料
        3.1.1 菌体、载体
        3.1.2 试剂
        3.1.3 仪器
        3.1.4 试剂及培养基的配制
        3.1.5 植物材料
    3.2 实验方法
        3.2.1 ZmCyp40基因表达载体的构建
        3.2.2 转化拟南芥的研究
    3.3 结果与分析
        3.3.1 ZmCyp40表达载体的构建
        3.3.2 拟南芥突变体纯合性的检测
        3.3.3 转基因拟南芥筛选
        3.3.4 转基因拟南芥表型分析
        3.3.5 转基因拟南芥生理指标检测分析
    3.4 讨论
    3.5 结论
第4章 ZmCyp40基因的玉米遗传转化研究
    4.1 材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 试剂
        4.1.3 仪器
        4.1.4 试剂及培养基的配制
    4.2 实验方法
        4.2.1 农杆菌介导法
        4.2.2 玉米遗传转化
        4.2.3 转基因材料的筛选与检测
        4.2.4 转基因玉米的炼苗和移栽
        4.2.5 玉米遗传转化体系优化
    4.3 结果与分析
        4.3.1 ZmCyp40的表达载体构建
        4.3.2 ZmCyp40基因的玉米遗传转化
        4.3.3 ZmCyp40转化植株的PCR检测
        4.3.4 ZmCyp40阳性植株的移栽与收获
        4.3.5 ZmCyp40阳性植株的qRT-PCR分析
        4.3.6 玉米遗传转化体系的优化
    4.4 讨论
    4.5 结论
第5章 全文结论
参考文献
作者简介及科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米抗冷性研究进展[J]. 温万里,郑颖坤,艾莉,刘洪亮,孔伟庆,艾佳,杨德光,张志武.  作物杂志. 2014(04)
[2]Optimization of Agrobacterium tumefaciens-Mediated Immature Embryo Transformation System and Transformation of Glyphosate-Resistant Gene 2mG2-EPSPS in Maize（Zea mays L.）[J]. YU Gui-rong,LIU Yan,DU Wen-ping,SONG Jun,LIN Min,XU Li-yuan,XIAO Fang-ming,LIU Yong-shengKey Laboratory for Bio-Resource and Eco-Environment,Ministry of Education/State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,College of Life Science,Sichuan University.  Journal of Integrative Agriculture. 2013(12)
[3]玉米抗冷种质资源的筛选与鉴定[J]. 杨光,刘宏魁,李世鹏,吴颖,苏胜忠,单晓辉,原亚萍.  玉米科学. 2012(01)
[4]Changes of Antioxidative Enzymes and Lipid Peroxidation in Leaves and Roots of Waterlogging-Tolerant and Waterlogging-Sensitive Maize Genotypes at Seedling Stage[J]. TANG Bin, XU Shang-zhong, ZOU Xi-ling, ZHENG Yong-lian and QIU Fa-zhan National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, P.R.China.  Agricultural Sciences in China. 2010(05)

博士论文
[1]玉米冷响应相关基因的克隆、功能鉴定及定量蛋白质组学研究[D]. 王晓宇.吉林大学 2016



本文编号：2918892