遮荫调控半夏生长的功能基因挖掘与研究

发布时间：2021-04-22 20:29

　　半夏是我国著名大宗中药材之一,以块茎入药,具有止咳化痰功效。最近研究表明,半夏还有抗肿瘤、抗生育、降血脂以及护肝等作用。半夏属中性偏湿植物,在芒种夏至时期,半夏的地上部分出现枯萎即“倒苗”的现象（STF）。研究表示遮荫可以缓解半夏的倒苗,但由于目前半夏遗传信息的匮乏,相关研究主要集中在遮荫方式及效果等方面,而在遮荫处理调控半夏生长的分子机制方面并尚未见报道。本研究调查了田间种植条件下遮荫处理对半夏生理生化、半夏倒苗率以及块茎产量的影响,开展半夏遮荫处理比较转录组测序分析,筛选了内参基因,挖掘影响半夏生长的关键功能基因进行表达分析和功能验证。本研究取得如下结果:1.遮荫对半夏生长的影响统计遮荫处理7周半夏的倒苗率,发现遮荫条件下半夏倒苗率约为60%,显著低于对照组的100%倒苗率。比较平均单株半夏的块茎重量,遮荫组半夏平均单株块茎重量约14 g,为对照组的2倍。进一步分析遮荫对半夏叶绿素参数的影响,发现遮荫处理可显著诱导叶绿素积累,促进叶绿素荧光参数,包括初始荧光、最大荧光和qP的提升,并显著抑制叶绿素a:b和NPQ值。比较保护酶的酶活力,发现在遮荫条件下超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化... 

【文章来源】：淮北师范大学安徽省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 半夏概述
    1.2 实时定量聚合酶链反应（RT-q PCR）与内参基因
    1.3 转录组学
    1.4 过氧化氢酶（CAT）
    1.5 蔗糖合成酶（SUS）
    1.6 研究目的、内容以及意义
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
        1.6.3 研究意义
第二章 半夏内参基因的筛选与确定
    2.1 材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 试剂
        2.1.3 仪器
        2.1.4 软件
    2.2 方法
        2.2.1 内参基因的筛选以及引物设计
        2.2.2 材料RNA提取和c DNA的合成
        2.2.3 RT-q PCR验证
        2.2.4 数据分析
    2.3 结果
        2.3.1 内参基因的引物特异性的确定和Ct值
        2.3.2 Ge Norm分析
        2.3.3 Norm Finder分析
        2.3.4 Best Keeper分析
    2.4 讨论与小结
        2.4.1 讨论
        2.4.2 小结
第三章 遮荫处理调控半夏生长及差异表达基因分析
    3.1 材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 仪器
        3.1.3 试剂
    3.2 方法
        3.2.1 产量和倒苗率的统计
        3.2.2 光合参数及抗氧化保护酶活性的检测
        3.2.3 RNA分离,Illumina cDNA文库制备和二代转录组测序（NGS）
        3.2.4 Pac Bio Iso-Seq文库制备,SMRT单分子实时测序
        3.2.5 功能注释和分类
        3.2.6 差异表达基因（DEGs）的鉴定和功能分析以及RT-q PCR验证
        3.2.7 统计分析
    3.3 结果
        3.3.1 遮荫对半夏倒苗率和块茎的影响
        3.3.2 转录组测序结果分析
        3.3.3 基因的功能注释和分类
        3.3.4 差异表达基因（DEGs）的分析
        3.3.5 倒苗现象发生和块茎生长相关候选基因的RT-q PCR验证
    3.4 讨论与小结
        3.4.1 讨论
        3.4.2 小结
第四章 遮荫调控半夏生长的相关基因的克隆以及功能验证
    4.1 材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 仪器
        4.1.3 试剂
        4.1.4 常用培养基
        4.1.5 软件
    4.2 方法
        4.2.1 遮荫调控半夏生长的相关基因的克隆
        4.2.2 基因载体的构建以及转基因拟南芥转化体系构建
        4.2.3 农杆菌介导的拟南芥转化
        4.2.4 转基因材料的分子检测
        4.2.5 转基因材料的功能验证
    4.3 结果
        4.3.1 PtCAT和 PtSUS的基因克隆及超表达载体构建
        4.3.2 农杆菌转化
        4.3.3 目标基因成功转入拟南芥中
        4.3.4 转基因拟南芥在高温下存活率提高
    4.4 讨论与小结
        4.4.1 讨论
        4.4.2 小结
第五章 展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间出版或发表的论著、论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]药用植物半夏生物碱类成分研究进展[J]. 刘永红,郭建宏,刘文婷,梁宗锁.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2015(09)
[2]几种新型植物基因表达载体的构建方法[J]. 张阳璞,杨淑慎.  生物工程学报. 2015(03)
[3]半夏总生物碱对人肝癌细胞增殖的抑制作用研究[J]. 陈雅琳,刘李娜,唐瑛,孙欢,周茜.  海军医学杂志. 2014(01)
[4]高温胁迫下半夏倒苗前后光合参数及叶绿素荧光特性的变化[J]. 薛建平,王兴,张爱民,常莉.  中国中药杂志. 2010(17)
[5]半夏资源研究进展[J]. 张瑾,谈献和.  中国中医药信息杂志. 2010(05)
[6]半夏提取物对小菜蛾产卵忌避和杀卵作用[J]. 李进步,方丽平,薛建平,盛玮.  中国中药杂志. 2010(09)
[7]半夏倒苗前后的细胞组织结构[J]. 盛玮,薛建平,张爱民,张海涛.  广西植物. 2009(03)
[8]半夏的化学成分及质量评价方法[J]. 葛秀允,吴皓.  中国药业. 2009(09)
[9]遮荫对半夏光合特性的影响[J]. 薛建平,王兴,张爱民,黄训端,何家庆,常莉.  中国中药杂志. 2008(24)
[10]几种植物转基因表达载体的构建方法[J]. 林春晶,韦正乙,蔡勤安,侯敬尧,邢少辰.  生物技术. 2008(05)



本文编号：3154419