桃ATP/ADP PpIPT基因鉴定与表达分析

发布时间：2021-10-15 23:46

　　ATP/ADP异戊烯基转移酶（ATP/ADP IPT）是植物细胞分裂素从头合成的关键酶。本试验以桃（Prunus persica）为试材,利用已经公布的桃全基因组数据,鉴定了桃树ATP/ADP PpIPT基因家族的4个成员。通过转基因技术,验证了各ATP/ADP PpIPTs基因在细胞分裂素合成及调控植物生长发育中的功能。利用荧光定量技术,全面分析了桃树根、叶及果实中ATP/ADP PpIPTs基因对外源不同氮信号和激素信号的响应特性。分析了桃树枝条顶端优势过程中,ATP/ADP PpIPTs基因的表达特性以及生长素、细胞分裂素和独脚金内酯间的相互作用。检测了鲁星油桃果实生长发育全过程中,果实果肉和种子内源细胞分裂素含量及ATP/ADP PpIPTs基因表达量的动态变化。主要研究结果如下:1.桃ATP/ADP PpIPTs基因家族成员鉴定及其功能验证GDR预测的桃ATP/ADP PpIPT基因家族共有5个成员,通过验证,在桃树中实际表达的是4个基因,分别命名为PpIPT1、PpIPT3、PpIPT5a和PpIPT5b,各成员均无内含子,N端均具有保守结构域序列。生物信息学分析软件分析结... 

【文章来源】：山东农业大学山东省

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

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中文摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 细胞分裂素的发现、功能与结构
        1.1.1 细胞分裂素的发现
        1.1.2 细胞分裂素的生物学效应
        1.1.3 细胞分裂素的结构与功能
    1.2 细胞分裂素的生物合成和降解
        1.2.1 IPT基因的研究进展
        1.2.2 CYP735A基因的研究进展
        1.2.3 LOG基因的研究进展
        1.2.4 CKX基因的研究进展
    1.3 细胞分裂素的信号转导
        1.3.1 AHK—组氨酸激酶
        1.3.2 AHP—磷酸转运蛋白
        1.3.3 ARR—反应调节因子
    1.4 IPT基因的表达特性
        1.4.1 IPT基因的空间表达特异性
        1.4.2 氮素营养与细胞分裂素间互作
        1.4.3 不同植物激素对IPT基因表达的影响
    1.5 植物顶端优势形成的激素调控
    1.6 果实发育过程的激素调控
    1.7 本研究的目的和意义
2 材料与方法
    2.1 实验材料及处理
        2.1.1 实验地点及气候
        2.1.2 桃全基因组数据及桃和其他植物相关基因信息的获得
        2.1.3 氮处理
        2.1.4 激素处理
        2.1.5 桃树枝条摘心处理
        2.1.6 果实材料
        2.1.7 转基因拟南芥的种植及处理
        2.1.8 菌株与质粒
        2.1.9 培养基
    2.2 试验方法
        2.2.1 桃树中相关基因的鉴定
            2.2.1.1 桃ATP/ADP PpIPT基因家族成员鉴定
            2.2.1.2 桃树其他相关基因鉴定
            2.2.1.3 PCR引物
        2.2.2 桃ATP/ADP PpIPT基因的生物信息学分析
        2.2.3 植物材料总RNA的提取
            2.2.3.1 植物总RNA提取CTAB法：
            2.2.3.2 植物总RNA提取试剂盒法：
        2.2.4 模板cDNA的获得
        2.2.5 cDNA全长基因序列的获得
        2.2.6 凝胶电泳中DNA片段的回收
        2.2.7 目的基因DNA片段与克隆载体的连接
        2.2.8 重组pMD18质粒转化大肠杆菌
        2.2.9 大肠杆菌及农杆菌质粒DNA的提取
        2.2.10 质粒DNA的酶切回收
        2.2.11 正义植物表达载体PBI121重组质粒的构建
        2.2.12 农杆菌感受态细胞的制备和转化
        2.2.13 农杆菌介导的拟南芥的转化
        2.2.14 基因组DNA提取
        2.2.15 转基因鉴定
        2.2.16 实时荧光定量PCR
        2.2.17 15N丰度测定
        2.2.18 叶绿素含量测定
        2.2.19 生长素含量测定
        2.2.20 POD酶活性测定
        2.2.21 细胞分裂素含量测定
    2.3 本研究使用的软件
    2.4 数据处理
3 结果与分析
    3.1 桃ATP/ADP PPIPTS基因家族成员鉴定及生物信息学分析
        3.1.1 桃ATP/ADP PpIPTs基因家族成员鉴定及其序列分析
        3.1.2 桃ATP/ADP PpIPTs基因家族各成员亚细胞定位
        3.1.3 桃ATP/ADP PpIPTs基因家族各基因启动子序列分析
        3.1.4 过量表达ATP/ADP PpIPTs的转基因拟南芥的PCR检测
        3.1.5 过量表达ATP/ADP PpIPTs的转基因拟南芥的细胞分裂素含量
        3.1.6 过量表达ATP/ADP PpIPTs的转基因拟南芥的表型
        3.1.7 过量表达ATP/ADP PpIPTs的转基因拟南芥的抗盐能力
    3.2 桃ATP/ADP PPIPTS基因家族各成员在桃树不同部位的表达
    3.3 桃不同部位ATP/ADP PPIPTS基因对外源不同激素处理的响应
        3.3.1 桃树不同部位ATP/ADP PpIPTs基因对外源细胞分裂素处理的响应
        3.3.2 桃树不同部位ATP/ADP PpIPTs基因对外源其他激素处理的响应
    3.4 桃果实生长发育过程中ATP/ADP PPIPTS基因的表达特性
        3.4.1 鲁星油桃果实发育的曲线
        3.4.2 鲁星油桃果实发育过程内源细胞分裂素含量动态变化
        3.4.3 鲁星油桃果实发育过程中ATP/ADP PpIPTs基因表达的动态变化
        3.4.4 鲁星油桃果实中细胞分裂素的信号转递
        3.4.5 tZ型细胞分裂素与在鲁星油桃果实硬核期发育中作用
    3.5 桃树氮代谢与细胞分裂素的互作
        3.5.1 外源无机氮对桃ATP/ADP PpIPTs基因表达的影响
        3.5.2 细胞分裂素对桃树氮代谢的影响
    3.6 桃树枝条顶端优势形成中ATP/ADP PPIPTS基因的表达特性
        3.6.1 生长素、细胞分裂素和独脚金内酯在桃树枝条顶端优势形成中作用
        3.6.2 摘心后侧芽部位ATP/ADP PpIPTs基因的表达变化
        3.6.3 生长素和独脚金内酯对侧芽部位ATP/ADP PpIPTs基因表达的影响
        3.6.4 桃树枝条侧芽部位生长素与独脚金内酯的相互作用
            3.6.4.1 独脚金内酯影响侧芽部位生长素转运
            3.6.4.2 生长素影响侧芽部位独脚金内酯的合成
4 讨论
    4.1 桃ATP/ADP PPIPTS基因家族成员鉴定及其表达特性
    4.2 桃树氮营养与细胞分裂素代谢的互作
    4.3 桃树枝条顶端优势形成中ATP/ADP PPIPT基因的表达特性
5 结论
6 创新点
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表论文情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]黄瓜细胞分裂素合成关键酶IPT基因家族序列特征及其表达分析[J]. 张停林,李季,崔利,苏芃,徐建,陈劲枫.  园艺学报. 2013(01)
[2]苹果异戊烯基转移酶基因家族（MdIPTs）的克隆与MdIPT5a功能分析[J]. 李皓,张文,赵旭勉,任雪芹,朱元娣.  中国农业科学. 2011(19)
[3]细胞分裂素氧化酶/脱氢酶的生理生化和分子特性[J]. 张芬,郭得平,林明丽,闫淼淼.  植物生理学通讯. 2008(04)
[4]细胞分裂素:代谢、信号转导、交叉反应与农艺性状改良[J]. 邓岩,王兴春,杨淑华,左建儒.  植物学通报. 2006(05)
[5]高O2 或高CO2 浓度气调贮藏对“那翁”甜樱桃采后生理和贮藏性的影响（英文）[J]. 姜爱丽,田世平,徐勇.  Acta Botanica Sinica. 2002(08)



本文编号：3438825