黄瓜单糖转运蛋白基因CsHT1的时空表达与功能分析
发布时间：2021-04-11 08:37
碳水化合物的合成与运输是植物生长和发育的基础,授粉的供应直接影响花粉的发育和花粉管的萌发伸长,从而影响种子的形成。虽然蔗糖转运蛋白已经被发现在花粉萌发及花粉管伸长过程中扮演着一定的角色,但是己糖和己糖转运蛋白在这个过程中的功能还不是特别明确。由于拟南芥和烟草等模式植物花粉的离体萌发主要依赖于蔗糖不能利用己糖,另外单独敲除花粉上的单个己糖转运蛋白基因并不能引起任何表型变化,因此这一度被认为是功能冗余。但是在黄瓜巨大的子房内部主要以己糖为主,己糖和己糖转运蛋白对黄瓜花粉管的伸长显得尤为重要。本文采用亚细胞定位、酵母异源表达实验、组织化学定位、免疫组织化学定位以及反向遗传学的方法研究了黄瓜上的一个单糖转运蛋白CsHT1的功能。主要结果如下：1. CsHT1只在花粉及花粉管中表达,随着花粉的发育成熟直至萌发,CsHT1的转录水平呈现上升趋势。在花粉萌发之前,检测不到CsHT1蛋白的表达,当花粉萌发以后可以在萌发的花粉及花粉管上检测大量的CsHT1蛋白。另外,CsHT1-GFP融合蛋白的荧光信号表明CsHT1只定位在洋葱表皮以及黄瓜原生质体的细胞膜上。由此表明CsHT1是一个花粉特异性表达的质膜...
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 植物单糖转运蛋白基因家族
1.2 植物单糖转运蛋白的结构和性质
1.2.1 单糖转运蛋白的结构
1.2.2 单糖转运蛋白的性质
1.3 单糖转运蛋白的定位及表达模式
1.4 单糖转运蛋白的生物学功能
1.4.1 参与花粉发育和花粉管伸长过程中碳水化合物的供应
1.4.2 参与韧皮部质外体卸载
1.4.3 调节细胞质中还原糖的含量
1.4.4 回收木质部汁液中的碳水化合物
1.4.5 参与植物防御功能
1.4.6 参与植物的能量与发育信号
1.5 本研究的目的意义及内容
第二章 黄瓜单糖转运蛋白基因CSHT1的时空表达与定位
摘要
2.1 材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 菌株和质粒
2.1.3 酶及主要试剂
2.1.4 主要仪器设备
2.2 方法
2.2.1 半定量RT-PCR
2.2.2 CsHT1启动子的克隆
2.2.3 CsHT1-promoter：GUS载体的构建
2.2.4 农杆菌感受态的制备及转化
2.2.5 拟南芥的遗传转化和抗性筛选
2.2.6 黄瓜的遗传转化及鉴定
2.2.7 GUS组织化学染色
2.2.8 原位杂交
2.2.9 免疫组织化学定位
2.2.10 GFP标记的亚细胞定位
2.3 结果与分析
2.3.1 CsHT1是一个花粉特异表达（转录）基因
2.3.2 CsHT1蛋白只在萌发的花粉及花粉管上表达
2.3.3 CsHT1定位在细胞质膜上
2.4 讨论
第三章 黄瓜单糖转运蛋白CSHT1在酵母中的异源功能验证
摘要
3.1 材料和方法
3.1.1 菌株和质粒
3.1.2 酶及主要试剂
3.1.3 主要仪器设备
3.1.4 pDR196-CsHT1表达载体的构建
3.1.5 酵母感受态的制备及转化
3.1.6 酵母葡萄糖吸收功能互补实验
14C]Glucose吸收动力学实验"> 3.1.7 酵母转化体对[14C]Glucose吸收动力学实验
3.2 结果与分析
3.2.1 CsHT1能够恢复己糖吸收功能缺失酵母突变体的葡萄糖吸收功能
3.2.2 CsHT1的葡萄糖转运动力学分析
3.2.3 CsHT1糖转运的底特异性和能量依赖性
3.3 讨论
第四章 CSHT1的生物学功能分析
摘要
4.1 材料与方法
4.1.1 植物材料
4.1.2 质粒和菌株
4.1.3 酶及主要试剂
4.1.4 CsHT1正反义转基因黄瓜株系的遗传转化
4.1.5 黄瓜花粉的离体萌发实验
4.1.6 转基因黄瓜花粉的表型观察及活性分析
4.1.7 转基因黄瓜花粉的萌发分析
2代CsHT1转基因黄瓜种瓜的获得及表型观察"> 4.1.8 T2代CsHT1转基因黄瓜种瓜的获得及表型观察
4.2 结果与分析
4.2.1 CsHT1正反义转基因黄瓜株系的获得
4.2.2 不同碳源及代谢抑制剂对黄瓜花粉离体萌发的影响
4.2.3 下调或上调CsHT1的表达不影响花粉的形态活力及蔗糖培养基上的萌发
4.2.4 CsHT1影响黄瓜花粉的离体萌发
4.2.5 下调CsHT1的表达抑制了活体花粉管的伸长进而影响种子的形成
4.3 讨论
+同向运输体"> 4.3.1 CsHT1是一个能量消耗型的葡萄糖和半乳糖-H+同向运输体
4.3.2 CsHT1通过控制花粉管伸长来影响种子的形成
第五章 结论
参考文献
致谢
附录
个人简介
发表的研究论文
本文编号：3130935
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 植物单糖转运蛋白基因家族
1.2 植物单糖转运蛋白的结构和性质
1.2.1 单糖转运蛋白的结构
1.2.2 单糖转运蛋白的性质
1.3 单糖转运蛋白的定位及表达模式
1.4 单糖转运蛋白的生物学功能
1.4.1 参与花粉发育和花粉管伸长过程中碳水化合物的供应
1.4.2 参与韧皮部质外体卸载
1.4.3 调节细胞质中还原糖的含量
1.4.4 回收木质部汁液中的碳水化合物
1.4.5 参与植物防御功能
1.4.6 参与植物的能量与发育信号
1.5 本研究的目的意义及内容
第二章 黄瓜单糖转运蛋白基因CSHT1的时空表达与定位
摘要
2.1 材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 菌株和质粒
2.1.3 酶及主要试剂
2.1.4 主要仪器设备
2.2 方法
2.2.1 半定量RT-PCR
2.2.2 CsHT1启动子的克隆
2.2.3 CsHT1-promoter：GUS载体的构建
2.2.4 农杆菌感受态的制备及转化
2.2.5 拟南芥的遗传转化和抗性筛选
2.2.6 黄瓜的遗传转化及鉴定
2.2.7 GUS组织化学染色
2.2.8 原位杂交
2.2.9 免疫组织化学定位
2.2.10 GFP标记的亚细胞定位
2.3 结果与分析
2.3.1 CsHT1是一个花粉特异表达（转录）基因
2.3.2 CsHT1蛋白只在萌发的花粉及花粉管上表达
2.3.3 CsHT1定位在细胞质膜上
2.4 讨论
第三章 黄瓜单糖转运蛋白CSHT1在酵母中的异源功能验证
摘要
3.1 材料和方法
3.1.1 菌株和质粒
3.1.2 酶及主要试剂
3.1.3 主要仪器设备
3.1.4 pDR196-CsHT1表达载体的构建
3.1.5 酵母感受态的制备及转化
3.1.6 酵母葡萄糖吸收功能互补实验
14C]Glucose吸收动力学实验"> 3.1.7 酵母转化体对[14C]Glucose吸收动力学实验
3.2 结果与分析
3.2.1 CsHT1能够恢复己糖吸收功能缺失酵母突变体的葡萄糖吸收功能
3.2.2 CsHT1的葡萄糖转运动力学分析
3.2.3 CsHT1糖转运的底特异性和能量依赖性
3.3 讨论
第四章 CSHT1的生物学功能分析
摘要
4.1 材料与方法
4.1.1 植物材料
4.1.2 质粒和菌株
4.1.3 酶及主要试剂
4.1.4 CsHT1正反义转基因黄瓜株系的遗传转化
4.1.5 黄瓜花粉的离体萌发实验
4.1.6 转基因黄瓜花粉的表型观察及活性分析
4.1.7 转基因黄瓜花粉的萌发分析
2代CsHT1转基因黄瓜种瓜的获得及表型观察"> 4.1.8 T2代CsHT1转基因黄瓜种瓜的获得及表型观察
4.2 结果与分析
4.2.1 CsHT1正反义转基因黄瓜株系的获得
4.2.2 不同碳源及代谢抑制剂对黄瓜花粉离体萌发的影响
4.2.3 下调或上调CsHT1的表达不影响花粉的形态活力及蔗糖培养基上的萌发
4.2.4 CsHT1影响黄瓜花粉的离体萌发
4.2.5 下调CsHT1的表达抑制了活体花粉管的伸长进而影响种子的形成
4.3 讨论
+同向运输体"> 4.3.1 CsHT1是一个能量消耗型的葡萄糖和半乳糖-H+同向运输体
4.3.2 CsHT1通过控制花粉管伸长来影响种子的形成
第五章 结论
参考文献
致谢
附录
个人简介
发表的研究论文
本文编号：3130935
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