玉米体细胞胚胎发生相关基因ZmSERF1和ZmYUCCA5的研究

发布时间：2021-05-22 02:58

　　玉米（Zea mays L.）作为我国重要的作物之一,其产量对国家农业的经济发展起着重要作用。因此,多途径创新玉米新种质选育玉米新品种已成为当前农业关注的重要问题。在玉米遗传转化技术中,优良的转化受体材料至关重要。体细胞胚胎因其具有双极性、无性系变异小、稳定性高、分化及移栽成活率高等特点成为植物遗传转化的良好受体材料,而玉米的体细胞胚胎形成较为困难,其发育过程的研究仍相对较少,所以玉米体细胞胚胎发生相关基因的研究,对于玉米的遗传转化能否成功具有重要的意义。本研究在玉米自交系Y423表达谱研究基础上,对其表达量变化较大的2个基因ZmSERF1和ZmYUCCA5进行研究,克隆并构建了2个基因的相应表达载体,并对ZmSERF1基因的功能进行了研究,为今后深入研究奠定基础,研究结果如下:1.以玉米优良自交系Y423诱导的体细胞胚胎为材料,成功克隆到840bp的ZmSERF1编码序列。通过对多种不同植物的ERF蛋白序列进行比对,发现其AP2/ERF结构域具有高度的保守性,玉米ZmSERF1与MtSERF1蛋白序列相似度为34.55%,与拟南芥AtERF1蛋白序列相似度为42.96%。2.成功构建... 

【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】：111 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
abstract
第一章 文献综述
    1.1 体细胞胚胎发生
        1.1.1 体细胞胚胎发生过程
        1.1.2 体细胞胚胎发生特点
        1.1.3 体细胞胚胎发生受体材料
    1.2 体细胞胚胎发生影响因素
        1.2.1 基因型
        1.2.2 外植体
        1.2.3 植物激素
        1.2.4 培养条件
        1.2.5 胁迫处理
    1.3 基因ZmSERF1 的研究进展
        1.3.1 AP2/ERF家族成员及结构
        1.3.2 AP2/ERF转录因子作用
        1.3.3 SERF1 基因的发现与功能
    1.4 基因ZmYUCCA5 的研究进展
        1.4.1 YUC家族的发现
        1.4.2 YUC基因的调控
        1.4.3 YUC基因的功能
    1.5 本研究的目的与意义
第二章 ZmSERF1 基因克隆、载体构建及其生物信息学分析
    2.1 实验材料与仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验菌种与载体
        2.1.3 实验药品与试剂
        2.1.4 菌株培养基配方
        2.1.5 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 玉米体胚总DNA的提取
        2.2.2 玉米体胚总RNA的提取
        2.2.3 c DNA的合成
        2.2.4 引物设计及合成
        2.2.5 ZmSERF1 基因的克隆
        2.2.6 ZmSERF1 基因的DNA片段回收
        2.2.7 ZmSERF1 基因连接pMD18-T载体
        2.2.8 转化大肠杆菌感受态及PCR检测
        2.2.9 质粒的提取
        2.2.10 双酶切
        2.2.11 植物表达载体构建
        2.2.12 BP反应
        2.2.13 LR反应
        2.2.14 转化农杆菌感受态及PCR检测
        2.2.15 ZmSERF1 基因启动子的克隆
        2.2.16 基因及其启动子的生物信息学分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 ZmSERF1 基因的克隆
        2.3.2 酵母双杂交表达载体pGBKT7-ZmSERF1 构建
        2.3.3 亚细胞定位表达载体pSATN1-GW-ZmSERF1 构建
        2.3.4 ZmSERF1 启动子克隆
        2.3.5 ZmSERF1 基因生物信息学分析
        2.3.6 ZmSERF1 基因启动子的生物信息学分析
    2.4 讨论
    2.5 小结
第三章 ZmSERF1 基因的功能分析
    3.1 实验材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 菌种与载体
        3.1.3 实验药品及仪器
        3.1.4 培养基及抗生素的配制
    3.2 实验方法
        3.2.1 拟南芥的准备
        3.2.2 CTAB法提取DNA
        3.2.3 突变体纯合性检测
        3.2.4 拟南芥的遗传转化
        3.2.5 转基因植株的检测
        3.2.6 ZmSERF1 在拟南芥中的功能分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 拟南芥突变体纯合性鉴定
        3.3.2 抗性拟南芥的筛选
        3.3.3 转基因拟南芥的分子检测
        3.3.4 ZmSERF1 基因异位表达分析
    3.4 讨论
    3.5 小结
第四章 ZmSERF1 基因对玉米的遗传转化
    4.1 实验材料与仪器
        4.1.1 实验受体材料
        4.1.2 菌株和植物表达载体
        4.1.3 实验药品及仪器
        4.1.4 培养基配制
    4.2 实验方法
        4.2.1 RNA干扰载体构建
        4.2.2 农杆菌侵染体细胞胚胎
    4.3 结果与分析
        4.3.1 pCAMBIA3301-UBI-SERF1(+)-intron-SERF1(-)干扰载体的构建
        4.3.2 干扰载体转化农杆菌
        4.3.3 体细胞胚胎的诱导
        4.3.4 农杆菌侵染体细胞胚胎
        4.3.5 抗性体细胞胚胎观察统计
    4.4 讨论
    4.5 小结
第五章 ZmSERF1 基因定位及其分子互作研究
    5.1 酵母双杂交
        5.1.1 实验材料
        5.1.2 实验方法
    5.2 亚细胞定位
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 实验方法
    5.3 结果与分析
        5.3.1 诱饵蛋白ZmSERF1 毒性检测
        5.3.2 诱饵蛋白ZmSERF1 自激活验证
        5.3.3 ZmSERF1 候选互作蛋白筛选
        5.3.4 ZmSERF1 蛋白亚细胞定位结果
    5.4 讨论
    5.5 小结
第六章 ZmYUCCA5 基因的克隆和分子机制初步研究
    6.1 ZmYUCCA5 基因及其启动子克隆、载体构建
        6.1.1 实验材料
        6.1.2 实验方法
    6.2 ZmYUCCA5 转基因拟南芥的获得
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 实验方法
    6.3 ZmYUCCA5 分子互作研究
        6.3.1 实验材料
        6.3.2 实验方法
    6.4 ZmYUCCA5 亚细胞定位
        6.4.1 实验材料
        6.4.2 实验方法
    6.5 结果与分析
        6.5.1 ZmYUCCA5 基因的克隆
        6.5.2 酵母双杂交表达载体pGBKT7-ZmYUCCA5 载体构建
        6.5.3 亚细胞定位表达载体pSATN1-GW-ZmYUCCA5 构建
        6.5.4 ZmYUCCA5 启动子克隆
        6.5.5 ZmYUCCA5 基因生物信息学分析
        6.5.6 ZmYUCCA5 基因启动子的生物信息学分析
        6.5.7 ZmYUCCA5 基因拟南芥突变体纯合性鉴定
        6.5.8 抗性拟南芥的筛选
        6.5.9 转基因拟南芥的分子检测
        6.5.10 诱饵蛋白ZmYUCCA5 毒性检测和自激活验证
        6.5.11 ZmYUCCA5 候选互作蛋白筛选
        6.5.12 ZmYUCCA5 候选互作蛋白基因初步分析
        6.5.13 ZmYUCCA5 蛋白亚细胞定位结果
    6.6 讨论
    6.7 小结
第七章 全文结论
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：3200848