木薯碱性/中性转化酶nINV1基因功能的初步研究
发布时间：2021-01-21 17:44
木薯的块根中积累大量淀粉,它不仅是热带地区的重要粮食作物,也是使用非常广泛的工业原料和新型能源;可用于医药、纺织、食品以及发酵工业等。木薯是光合作用非常强的C3植物,但其块根中贮藏的碳水化合物远低于叶片中合成的光合产物,所以研究光合同化物在源库器官中的转化效率,对增加木薯块根中淀粉的积累具有非常重要的意义。转化酶是参与源库器官中蔗糖代谢的一类关键酶,在作物能量的贮藏中起着重要作用。我们前期研究发现,碱性/中性转化酶在块根中的活性最高,说明其在块根淀粉积累过程中起着关键作用。通过分析木薯碱性/中性转化酶基因家族（共11个成员）的表达,发现在块根淀粉积累的各个时期nINV1的表达量最高,因此对碱性/中性转化酶nINV1基因的研究具有非常重要的意义。本研究通过酵母功能互补实验验证nINV1是否具有分解蔗糖的能力,并且分析其酶学特性;在木薯基因组中克隆出nINV1基因的启动子,并对该启动子序列进行生物信息学分析,研究了启动子中激素应答顺式作用元件对基因表达的影响;通过瞬时表达,在烟草叶肉细胞中观察nINV1的亚细胞定位;利用转基因技术在木薯块根中对nINV1基因进行了根特异表达,并对转基因木薯...
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 木薯的特性以及价值
1.1.1 木薯的定义
1.1.2 木薯的特性
1.1.3 木薯的价值
1.1.4 木薯的同化物积累以及光合特性
1.1.5“源”“库”理论的基本观点以及研究进展
1.2 植物中转化酶基因家族研究进展
1.2.1 植物转化酶的分类
1.2.2 转化酶的结构特征
1.3 植物转化酶的理化特征
1.3.1 转化酶的生化特征
1.3.2 转化酶的生理功能
1.4 本研究的目的意义
1.5 本研究的技术路线
2 材料与方法
2.1 实验材料与试剂
2.1.1 植物材料
2.1.2 菌株与载体
2.1.3 主要仪器设备
2.1.4 重要药品及试剂的配制
2.1.5 大肠杆菌、农杆菌和酵母筛选培养基的配制成分
2.1.6 植物组培相关培养基
2.1.7 实验所需引物及其序列
2.2 实验方法
2.2.1 转化酶基因nINV1在酵母中功能互补实验
2.2.2 nINV1基因启动子的克隆及激素响应分析
2.2.3 nINV1基因在烟草中的定位实验
2.2.4 nINV1基因在木薯块根中的过量表达
3 结果与分析
3.1 转化酶基因nINV1在酵母中功能互补
3.1.1 构建酵母功能验证载体
3.1.2 转基因酵母菌落PCR鉴定
3.1.3 转基因酵母功能验证
3.1.4 转基因酵母中nINV1蛋白的酶学活性分析
3.2 nINV1启动子的克隆及生物信息学分析
3.2.1 木薯总DNA提取
3.2.2 nINV1启动子的克隆
3.2.3 nINV1启动子的生物信息学分析
3.2.4 nINV1基因的表达模式分析
3.3 nINV1蛋白的亚细胞定位
3.3.1 nINV1基因定位表达载体的构建
3.3.2 烟草叶片中的定位结果
3.4 nINV1基因在木薯块根中的过量表达
3.4.1 构建nINV1基因过量表达载体
3.4.2 农杆菌中重组质粒pVKH-Patatin-nINV1的鉴定
3.4.3 转基因木薯筛选培养
3.4.4 pVKH-Patatin-nINV1转基因木薯的分子鉴定
3.4.5 nINV1基因在转基因木薯幼苗根中的表达分析
3.4.6 转基因木薯碱性/中性转化酶酶活性分析
4 讨论
4.1 nINV1蛋白的酶学特性分析
4.2 nINV1启动子生物信息学分析
4.3 nINV1基因的亚细胞定位
4.4 nINV1基因在木薯中的功能分析
5 结论
参考 文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]茶树中性/碱性转化酶基因CsINV10的克隆与表达分析[J]. 钱文俊,岳川,曹红利,郝心愿,王璐,王玉春,黄玉婷,王博,王新超,肖斌,杨亚军. 作物学报. 2016(03)
[2]叶喷水杨酸对山药（Dioscorea alata L.）地下块茎蔗糖—淀粉转化影响（英文）[J]. 周生茂,王玲平,班美玲,尚小红,郭元元,黄皓,文俊丽,梁任繁,黄如葵,曹家树. 南方农业学报. 2014(03)
[3]脱落酸与赤霉素对瓜尔豆蔗糖代谢酶类的影响[J]. 魏小春,李格,郑群. 作物杂志. 2012(03)
[4]橡胶树叶片转化酶提取方法的比较[J]. 蓝基贤,何慧,戚继艳,唐朝荣. 热带作物学报. 2012(03)
[5]茉莉酸甲酯和水杨酸对丹参幼苗中蔗糖代谢和酚酸类物质积累的影响[J]. 王春丽,梁宗锁,李殿荣,杨建利. 西北植物学报. 2011(07)
[6]甜菜蔗糖代谢相关酶活性与糖积累关系的研究[J]. 李丹,王晔,赫磊,石晓艳,马凤鸣. 作物杂志. 2009(03)
[7]木薯生理生化及其分子遗传学研究进展[J]. 梁任繁,李文嘉,黎炎,黄熊娟. 亚热带农业研究. 2009(01)
[8]广西木薯产业化发展启示与我国木薯产业化发展的策略[J]. 闫庆祥,叶剑秋,李开绵,许瑞丽. 热带农业科学. 2008(06)
[9]木薯高产栽培技术[J]. 韦瑞霞,黄云柳,韦明兵. 广西热带农业. 2007(04)
[10]甘蔗生长后期乙烯利处理对节间转化酶活性的影响及与蔗糖分积累的关系[J]. 姚瑞亮,李杨瑞,黄玉辉,杨丽涛,张桂荣. 广西农业科学. 2005(02)
博士论文
[1]木薯转化酶基因家族克隆、结构进化及表达分析[D]. 姚远.海南大学 2013
硕士论文
[1]橡胶树胶乳中性/碱性转化酶基因的克隆及其表达特性研究[D]. 刘术金.海南大学 2010
[2]甜瓜果实糖分积累与蔗糖代谢相关酶变化规律的基因型差异研究[D]. 李志凌.浙江大学 2003
本文编号：2991615
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 木薯的特性以及价值
1.1.1 木薯的定义
1.1.2 木薯的特性
1.1.3 木薯的价值
1.1.4 木薯的同化物积累以及光合特性
1.1.5“源”“库”理论的基本观点以及研究进展
1.2 植物中转化酶基因家族研究进展
1.2.1 植物转化酶的分类
1.2.2 转化酶的结构特征
1.3 植物转化酶的理化特征
1.3.1 转化酶的生化特征
1.3.2 转化酶的生理功能
1.4 本研究的目的意义
1.5 本研究的技术路线
2 材料与方法
2.1 实验材料与试剂
2.1.1 植物材料
2.1.2 菌株与载体
2.1.3 主要仪器设备
2.1.4 重要药品及试剂的配制
2.1.5 大肠杆菌、农杆菌和酵母筛选培养基的配制成分
2.1.6 植物组培相关培养基
2.1.7 实验所需引物及其序列
2.2 实验方法
2.2.1 转化酶基因nINV1在酵母中功能互补实验
2.2.2 nINV1基因启动子的克隆及激素响应分析
2.2.3 nINV1基因在烟草中的定位实验
2.2.4 nINV1基因在木薯块根中的过量表达
3 结果与分析
3.1 转化酶基因nINV1在酵母中功能互补
3.1.1 构建酵母功能验证载体
3.1.2 转基因酵母菌落PCR鉴定
3.1.3 转基因酵母功能验证
3.1.4 转基因酵母中nINV1蛋白的酶学活性分析
3.2 nINV1启动子的克隆及生物信息学分析
3.2.1 木薯总DNA提取
3.2.2 nINV1启动子的克隆
3.2.3 nINV1启动子的生物信息学分析
3.2.4 nINV1基因的表达模式分析
3.3 nINV1蛋白的亚细胞定位
3.3.1 nINV1基因定位表达载体的构建
3.3.2 烟草叶片中的定位结果
3.4 nINV1基因在木薯块根中的过量表达
3.4.1 构建nINV1基因过量表达载体
3.4.2 农杆菌中重组质粒pVKH-Patatin-nINV1的鉴定
3.4.3 转基因木薯筛选培养
3.4.4 pVKH-Patatin-nINV1转基因木薯的分子鉴定
3.4.5 nINV1基因在转基因木薯幼苗根中的表达分析
3.4.6 转基因木薯碱性/中性转化酶酶活性分析
4 讨论
4.1 nINV1蛋白的酶学特性分析
4.2 nINV1启动子生物信息学分析
4.3 nINV1基因的亚细胞定位
4.4 nINV1基因在木薯中的功能分析
5 结论
参考 文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]茶树中性/碱性转化酶基因CsINV10的克隆与表达分析[J]. 钱文俊,岳川,曹红利,郝心愿,王璐,王玉春,黄玉婷,王博,王新超,肖斌,杨亚军. 作物学报. 2016(03)
[2]叶喷水杨酸对山药（Dioscorea alata L.）地下块茎蔗糖—淀粉转化影响（英文）[J]. 周生茂,王玲平,班美玲,尚小红,郭元元,黄皓,文俊丽,梁任繁,黄如葵,曹家树. 南方农业学报. 2014(03)
[3]脱落酸与赤霉素对瓜尔豆蔗糖代谢酶类的影响[J]. 魏小春,李格,郑群. 作物杂志. 2012(03)
[4]橡胶树叶片转化酶提取方法的比较[J]. 蓝基贤,何慧,戚继艳,唐朝荣. 热带作物学报. 2012(03)
[5]茉莉酸甲酯和水杨酸对丹参幼苗中蔗糖代谢和酚酸类物质积累的影响[J]. 王春丽,梁宗锁,李殿荣,杨建利. 西北植物学报. 2011(07)
[6]甜菜蔗糖代谢相关酶活性与糖积累关系的研究[J]. 李丹,王晔,赫磊,石晓艳,马凤鸣. 作物杂志. 2009(03)
[7]木薯生理生化及其分子遗传学研究进展[J]. 梁任繁,李文嘉,黎炎,黄熊娟. 亚热带农业研究. 2009(01)
[8]广西木薯产业化发展启示与我国木薯产业化发展的策略[J]. 闫庆祥,叶剑秋,李开绵,许瑞丽. 热带农业科学. 2008(06)
[9]木薯高产栽培技术[J]. 韦瑞霞,黄云柳,韦明兵. 广西热带农业. 2007(04)
[10]甘蔗生长后期乙烯利处理对节间转化酶活性的影响及与蔗糖分积累的关系[J]. 姚瑞亮,李杨瑞,黄玉辉,杨丽涛,张桂荣. 广西农业科学. 2005(02)
博士论文
[1]木薯转化酶基因家族克隆、结构进化及表达分析[D]. 姚远.海南大学 2013
硕士论文
[1]橡胶树胶乳中性/碱性转化酶基因的克隆及其表达特性研究[D]. 刘术金.海南大学 2010
[2]甜瓜果实糖分积累与蔗糖代谢相关酶变化规律的基因型差异研究[D]. 李志凌.浙江大学 2003
本文编号：2991615
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