一、6个植物MARs序列的ARS功能鉴定与分析(论文文献综述)
顾哲[1](2021)在《萝藦科药用植物DNA条形码鉴定和分子系统学研究》文中认为萝藦科系热带植物区系的主要科,该科植物是我国重要的药用植物种质资源,在常用中药和少数民族民间用药中应用广泛。长期以来,萝藦科和夹竹桃科以及科下多个亚科和属之间分类界定存在争议,该类群形态上的复杂性以及民族地区用药中存在的同名异物、同物异名现象,导致萝藦科药用植物近缘物种间混用现象极其普遍,严重影响用药安全。萝藦科药用种质资源鉴定困难与其分类学复杂的现状密不可分,传统的鉴定方法很难对这些物种进行有效区分。基于此,本研究通过DNA条形码和分子系统发育研究,探讨了萝藦科药用植物类群的分子鉴定和分子系统关系,为该科植物的物种分类及药用混淆品种的鉴别提供了分子依据,对于保障中药临床用药安全具有一定的现实意义,同时也为该科植物开展更深入的系统分类和开发利用研究提供了科学参考。主要研究结果如下:1)研究了叶绿体片段(matK,psbA-trnH,rbcL)和核基因ITS2片段作为条形码对萝藦科药用植物类群的鉴别效率。结果表明:对四段条形码序列的鉴定效率进行比较,基于贝叶斯推论法(Bayesian inference,BI)和最大似然法(Maximum likelihood,ML)建树比使用临近距离法(Neighbor-Joining,NJ)法有更好的鉴定潜力。使用ITS+psbA-trnH条形码组合片段对本实验萝藦科样品的鉴定成功率约为82.2%。考虑到引物通用性、测序质量、物种鉴定效率和研究成本的综合因素,推荐ITS+psbA-trnH组合条码作为萝藦科药用植物鉴别的DNA条形码。2)基于叶绿体片段(matK,psbA-trnH,rbcL)和核基因ITS2片段对国产萝藦科类群的分子系统分类进行了研究,重建了国产萝藦科类群的分子系统树。根据近年来的分子研究成果,讨论了《中国植物志》的分类与APG系统不一致的类群,探讨了中国萝藦科类群存在的分类问题。
李鹏锋[2](2021)在《甘蓝型油菜氮素利用基因网络的构建及候选基因筛选》文中指出氮素是植物最重要的必需大量元素,它不仅对植物生长发育具有重要作用,而且对农作物产量和品质也至关重要。甘蓝型油菜(Brassica napus L.)(简称油菜)是我国首要的油料作物。油菜需氮量大,生产中常采用大量施氮肥来稳定或提高产量,但是油菜对氮素的利用效率低,进而导致一系列问题,例如产量提高受限、造成氮肥资源浪费、环境污染等。可见,氮素利用效率低是制约我国油菜产业发展的突出问题。因此,提高油菜的氮素利用率是我国油菜行业亟待解决的重要科学问题,是保障我国油菜籽稳产和高产、提质增效和农业可持续发展的重要途径。近30年来,关于氮素吸收、转运和同化的功能基因筛选和机理研究一直是国内外研究热点。目前模式植物拟南芥中的氮素利用相关基因网络已经较清楚了,但是大多数植物,尤其农作物,如油菜中尚缺乏对相关工作开展系统研究。鉴于此,本研究主要开展了三方面的工作:首先构建了油菜氮素利用途径的基因网络并进行了系统的生物信息学分析(如亚细胞定位、染色体分布、基因复制/扩增机制、转录调控机制等);其次,基于两组转录组数据分别对油菜氮素利用相关基因的时空表达谱和低氮胁迫表达谱进行了系统分析,绘制了油菜氮素利用相关基因的共表达调控网络、筛选了其中的差异表达基因和可能参与氮高效的候选基因;最后,在全基因组水平对22个植物界代表性物种(包括绿藻、苔藓、裸子植物和被子植物)中的氮素利用相关基因网络的起源、分布规律、基因扩增和分子进化机制进行了系统解析。本研究结果为后续深入解析油菜氮高效的分子机制提供了重要的基因资源,并为氮高效分子育种提供了新的策略。本研究的主要结果如下:1.油菜氮素利用相关基因的全基因组鉴定与分析本研究在油菜基因组中共鉴定到了605个氮素利用相关基因,他们分别属于27个基因家族,其中氮素吸收、转运和同化基因网络分别包括201、206和56个候选基因,同时还有142个调控基因为氮素吸收和同化基因网络共有。亚细胞定位分析结果表明,大部分(>90%)氮素利用途径的调控蛋白定位于细胞核,结构蛋白则主要定位于细胞膜、液泡膜和质体。染色体定位分析结果表明,氮素利用途径相关基因不均匀地分布在油菜的19条染色体上,且在油菜An和Cn亚基因组间的分布数量相似、没有明显的偏好性。共线性分析结果证明,白菜(Brassica rapa)和甘蓝(Brassica oleracea)两个亲本间的异源加倍(Allopolyploid)(273个基因,~58.5%)是氮素利用相关基因在油菜基因组中发生大量扩增的主要原因;同时,小规模复制事件对该途径相关基因的大量扩增也具有重要作用,包括80个片段交换基因(~17.1%),67个片段复制基因(~14.3%)和47个同源交换基因(~10.1%);而且进化过程中油菜基因组更倾向于复制和保留来源于白菜基因组的基因。启动子顺式作用元件和转录因子结合位点分析结果表明,除核心元件和大量光响应元件外,氮素利用相关基因的启动子中存在大量参与激素和非生物胁迫响应相关的顺式作用元件和转录因子结合位点,暗示油菜的氮素利用过程可能受到相关因子的影响。mi RNA调控位点预测分析结果显示,37种mi RNA在氮素利用相关基因中可能存在156个调控位点,表明mi RNA可能对氮素利用相关基因具有调控作用。2.油菜氮素利用相关基因的表达谱分析及候选基因筛选基于本实验室前期构建的转录组数据(RNA-Seq),本研究进一步分析了油菜氮素利用相关基因的时空表达谱和低氮胁迫表达谱。时空表达谱分析结果表明,在油菜不同发育时期7个器官的60个样品中,氮素利用途径的527个基因具有可检测的表达量(FPKM≥1),其中有454(~86.1%)和393(~74.6%)个基因分别在根和叶中优势表达;而且氮素利用途径的114对复制基因中有49对(43.4%)复制基因的表达模式发生了分化(皮尔逊相关系数<0.6),表明复制基因对在进化过程中可能发生了功能分化。低氮胁迫表达谱分析结果表明,有463个氮素利用相关基因(~76.5%)在低氮胁迫下的根或叶中有可检测的表达量(FPKM≥1),其中17个基因受到低氮胁迫时特异性表达(正常氮水平不表达);低氮胁迫处理12天后氮素利用相关基因差异表达的数量最多,其中203个基因在根中差异表达,166个基因在叶中差异表达。基于时空表达谱、低氮胁迫表达谱和共表达分析的结果,本研究在根和叶中筛选到了17个高表达且明显受低氮胁迫持续差异表达的候选基因(如Bna NRT2.3、Bna NPF7.3、Bna TGA1.2等)。3.氮素利用基因网络在植物界的起源和进化机制本研究通过同源检索法,从22个代表性植物基因组中鉴定到了4262个来自于27个基因家族的氮素利用途径相关基因(包含氮素吸收、转运和同化基因网络)。本研究结果发现,氮素吸收、转运和同化基因网络中的结构基因最早存在于水生植物绿藻中,调控氮素吸收和同化的转录因子基因最早出现在低等陆地植物地钱和小立碗藓中,而其他转录因子基因大部分最早出现在低等被子植物中无油樟中(Amborella trichopoda),表明氮素利用途径的基因调控网络主要起源于陆地植物早期,且随着陆地植物由低等向高等进化逐渐变得复杂。同时,本研究发现高等被子植物中氮素利用途径的基因数量明显高于低等植物,表明相关基因在进化过程中发生了大量扩增;其中氮素利用途径大部分结构基因的数量从藻类开始扩增,在单/双子叶植物则趋于稳定,而大部分转录因子基因的数量则一直在持续增加,表明氮素利用途径的结构基因网络在高等植物中已趋于完善,而其调控基因网络仍在不断进化,暗示调控基因是不同物种/作物对氮素利用效率差异的关键因素。选择压力分析结果表明,大部分氮素利用途径相关基因以纯化选择为主,仅3个基因家族的成员含有显着(p<0.01)的阳性选择位点,包括b ZIP1s(7/138个阳性选择位点),HRS1/HHO1s(25/266个阳性位点)和GSs(54/319阳性位点),暗示纯化选择是氮素利用途径进化的主要动力。5个典型陆地植物(地钱、水稻、玉米、甘蓝和拟南芥)中氮素利用相关基因的表达谱比较分析表明,氮素利用相关基因的表达谱在物种间相对保守,暗示他们的功能在进化过程中保守。
李豆[3](2021)在《白桦BpSPL6和BpSPL2基因在不定根发生中的功能研究》文中指出SQUAMOSA-promoter binding protein-like(SPL)是植物特有的转录因子,在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用,参与植物幼年期向成年期的转变、营养生长向生殖生长的转变、花发育、孢子发生、叶片和根发育、逆境响应等多个过程。本文将对白桦(Betula platyphylla Suk.)SPL基因家族中同属于G1类的BpSPL6及BpSPL2基因在不定根发生中的功能进行初步研究。本文克隆了BpSPL6基因上游1703 bp启动子序列,启动子顺式作用元件分析显示该启动子区包括2种特异组织表达元件(根、花粉),10种激素响应元件(生长素、赤霉素、水杨酸、脱落酸),4种脱水响应元件等。通过双酶切法构建了BpSPL6启动子驱动GUS的表达载体,命名为pBI121-BpSPL6 promoter::GUS并转化拟南芥。发现BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因主要在拟南芥的叶片和根部表达。并且经氯化钠和甘露醇胁迫后其表达量降低。因此BpSPL6基因可能参与了白桦的叶片、根发育以及对盐和干旱胁迫的响应。PCR克隆了BpSPL6基因的ORF序列,构建了Bp5PL6基因过表达载体(pBI121-BpSPL6-GFP)和抑制表达载体(pROKⅡ-BpSPL6-SRDX)。亚细胞定位发现BpSPL6基因定位于细胞核和细胞质中。使用叶盘法转化白桦获得了BpSPL6基因过表达和抑制表达转基因白桦株系,发现BpSPL6基因过表达白桦不定根数量减少,抑制表达白桦不定根数量增加。本试验对野生型、BpSPL2基因过表达及抑制表达白桦幼苗进行生根培养,并将相关基因在不定根发生过程中的表达量进行了分析。发现BpSPL2基因抑制正调控生长素的ASA1、NAC1基因的表达以及负调控生长素的IAMT1基因的表达,并抑制了负调控茉莉酸信号的NINJA基因。发现赤霉素(GA3)处理后白桦不定根数量减少,赤霉素抑制剂(PBZ)处理后不定根数量增加,且赤霉素及其抑制剂可部分恢复由BpSPL2基因引起的表型。对赤霉素相关基因的表达量进行分析,发现负调控赤霉素信号的PIF4基因的表达受到BpSPL2基因抑制。因此BpSPL2基因可能通过抑制PIF4基因的表达,进而促进赤霉素累积抑制白桦不定根的形成。最后通过qRT-PCR检测了三个预测的BpSPL2靶基因的表达情况,发现CYP71A25、LAC14和CSLE1基因分别在不定根发生96 h、96 h和24 h时,在BpSPL2过表达和抑制表达中表现出相反的表达模式,因此这三个基因可能为BpSPL2基因的靶基因。
郝兆东[4](2020)在《鹅掌楸属基因组演化及其花色变异遗传基础研究》文中进行了进一步梳理鹅掌楸属(Liriodnedron)是木兰类(magnoliids)木兰科(Magnoliaceae)植物。木兰类植物是被子植物中较早分化出来的一支,也是核心被子植物(Mesangiospermae)中除单、真双子叶植物之外的第三大类群,但先前还未见到木兰类代表性植物的全基因组测序完成的报道。另外,被子植物的起源与演化一直是植物学、古生物学以及演化生物学研究中的焦点,但目前在学术界对核心被子植物内部的系统发育关系观点仍然持有商榷。鹅掌楸属植物现存仅两个种。一个是天然分布于东亚地区——主要分布于中国的鹅掌楸(L.chinense(Hemsl.)Sargent.),另一个是天然分布于北美东部地区的北美鹅掌楸(L.tulipifera Linn.)。横跨广袤太平洋的两个种,组成了植物进化研究中一对典型的呈东亚-北美东部洲际间隔分布姊妹种。开展鹅掌楸属两个种在群体遗传与演化方面研究,对于理解东亚与北美东部地区第三纪孑遗植物区系的间断分布具有重要意义。然而,目前还尚未见到对这一对姊妹种在全基因组水平上的群体遗传结构和群体演化等方面的研究报道。生物演化和经典植物分类上,生殖隔离是判断一个生物种分类单位是否成立的重要依据。鹅掌楸和北美鹅掌楸虽经历了 1,000万年到1,600万年左右的洲际分化,但二者之间的形态学特征与物侯特征仍有较多近似,且可通过人工授粉获得具有明显杂种优势的种间杂交种。但是,鹅掌楸和北美鹅掌楸在某些性状上产生了明显的表型分化,尤其是叶片的凹缺深度、叶裂方式和花瓣的着色模式等表型特征。然而,这些表型趋同和分化特征背后的遗传基础和分子调控机制尚不明了。因此,从鹅掌楸和北美鹅掌楸的全基因组测序和信息解码入手,将有利于挖掘这对姊妹种表型性状分化的关键影响因子和潜在基因,为未来基于基因组的选择育种以及鹅掌楸的杂交育种提供遗传基础。基于以上背景,本研究对鹅掌楸属植物进行了全基因组测序和组装,并深入研究了鹅掌楸属这一支系在被子植物演化中的系统发育地位、鹅掌楸属植物群体演化以及花瓣着色模式这一生殖生物学性状演化的分子遗传基础等问题。主要研究结果如下:1.鹅掌楸基因组从头测序与组装高质量的测序和组装,是全基因组遗传信息解码的关键。本研究通过整合Illumina和Pacbio测序及BioNano图谱技术,获得了鹅掌楸约1.74Gb的基因组组装,Contig和Scaffold N50长度分别为1.43 Mb和3.53 Mb。基于一个高密度遗传图谱,获得了鹅掌楸拟染色体水平的组装结果。鹅掌楸基因组共编码35,269个蛋白编码基因。共线性分析显示,鹅掌楸这一支系在11,600万年前发生过一次二倍化的全基因组加倍事件。重复序列占了鹅掌楸基因组的61.64%,其中以LTR逆转座子最为丰富。根据LTR侧翼序列的Ks值估算,转座元件的爆发时间约在1,600万年前。上述结果表明,鹅掌楸基因组的演化是一次古老的全基因组加倍事件和一次近期的重复序列爆发事件共同作用的结果。2.木兰类植物系统发育与演化地位的定位基于18个陆地植物的基因组及转录组数据,利用系统基因组学方法鉴定到502个适用于系统发育分析的低拷贝直系同源群(orthogroups,OGs)。首先,单基因树的拓扑结构分类结果显示,这502个OGs无偏支持三种拓扑结构,即(Ⅰ)(基础被子植物,(单子叶,(真双子叶,木兰类)));(Ⅱ)(基础被子植物,(真双子叶,(单子叶,木兰类)));(Ⅲ)(基础被子植物,(木兰类,(单子叶,真双子叶)))。其次,基于预定义的三种拓扑结构,检测这些OG的系统发育信号,结果显示支持三种拓扑结构的OG数量相当。第三,基于502个OG单基因树的溯祖分析,支持拓扑结构Ⅲ。最后,单、真双子叶植物支系特有的基因家族鉴定显示,鹅掌楸基因组中的单、真双子叶植物特有基因家族的比例关系与基础被子植物无油樟的类似,二者之间无差异显着。据此推测,核心被子植物祖先在分化形成木兰类、单子叶和真双子叶三大植物支系时经历了十分快速的分化过程,因而导致了这三大支系之间系统发育关系模糊。本文结合单基因建树、多基因溯祖分析以及支系特有基因家族鉴定等分析,趋向于支持木兰类植物这一支系的形成,要稍早于单、真双子叶植物的分化这一假说。3.鹅掌楸属植物群体结构特征与演化轨迹根据鹅掌楸属不同种源的个体SNP数据构建的系统发育树显示,鹅掌楸属可以明显划分为三个类群,即鹅掌楸的中国东部和西部种源,以及北美鹅掌楸种源。其中,鹅掌楸的中国东、西部种源之间可以明显区分开,而与鹅掌楸中国西部种源相比,北美鹅掌楸的种源更靠近鹅掌楸中国东部种源。结合两个已灭绝鹅掌楸物种的化石记录的叶型,推测鹅掌楸在中国大陆的东、西部种源间的分化,可能要早于鹅掌楸与北美鹅掌楸的洲际分化。群体遗传多样性检测显示,鹅掌楸中国西部种源具有较高的遗传多样性,鹅掌楸中国东部种源次之,而北美鹅掌楸种源的遗传多样性较低。PSMC分析显示,鹅掌楸在第四纪冰川中古乡冰期与聂聂雄拉冰期之间的间冰期,发生过一次群体恢复事件,可能有利于鹅掌楸群体遗传多态性的恢复与保留。而相对而言,整个北美大陆一直处于第四纪冰川大面积冰川覆盖中,北美鹅掌楸在这期间一直保持着群体持续衰减趋势,直到倒数第二冰期到达瓶颈,这可能导致北美鹅掌楸种源群体丢失了大量的遗传多样性。4.北美鹅掌楸基因组为开展鹅掌楸属比较基因组研究,基于高深度的Pacbio测序,获得了北美鹅掌楸约1.74 Gb的基因组组装草图,ContigN50长2.26Mb。基于Hi-C数据,有2,064条Congtigs被锚定到了 19条北美鹅掌楸的拟染色体上,大小约为1.73 Gb。北美鹅掌楸基因组共编码40,057个蛋白编码基因。BUSCO评估显示,北美鹅掌楸基因组组装结果覆盖了 94.24%的保守植物的基因集。此外,基于鹅掌楸与北美鹅掌楸统一标准的重复序列注释,发现这两个姊妹种共享了近期的LTR爆发事件。最后,基于鹅掌楸与北美鹅掌楸基因组组装结果,鉴定了鹅掌楸中包括SNPs、插入和删除在内的变异位点集合,发现变异位点的分布模式均是以基因间区为主,内含子区次之,外显子区最少。5.鹅掌楸与北美鹅掌楸花色差异的遗传基础植物花器官结构和功能的演化,尤其是花色和花瓣的着色模式在种子植物的繁衍过程中具有十分重要的生物学意义。鹅掌楸属两个种在花瓣着色模式上产生了十分显着的分化。北美鹅掌楸花瓣近基部位置有一条橙黄色条带,而鹅掌楸花瓣呈通体浅墨绿色,没有这条橙黄色带。基于花瓣发育时间序列转录组以及两组比较转录组,在北美鹅掌楸花发育过程中,鉴定到了一个最终导向类胡萝卜素生物合成的通路级联在花瓣色带处被特异转录激活。北美鹅掌楸和杂交鹅掌楸花瓣的类胡萝卜素靶向代谢组分析显示,γ-胡萝卜素是其最有可能的花瓣呈色色素。花瓣分区表型鉴定与转录组分析发现,北美鹅掌楸花瓣近基部色带区域的转录组信号通路在色素沉着之前就已建成,在后续的着色过程中,色带处的叶绿素生物合成则被特异性抑制,而类胡萝卜素生物合成被特异性激活,使花瓣基部呈现橙色色带。胡萝卜素生物合成的两个限速酶(CRTISO和ε-LCY)在北美鹅掌楸花瓣基部色带着色过程中发挥着重要作用。基于鹅掌楸、北美鹅掌楸及杂交鹅掌楸LCY基因的鉴定和表达定量分析发现,北美鹅掌楸具有额外的ε-LCY拷贝,推测其可能发生了新功能化,具有将蕃茄红素或其它胡萝卜素催化形成γ-胡萝卜素的新功能。综上所述,鹅掌楸与北美鹅掌楸植物的全基因组序列的破译,将有助于更好地理解鹅掌楸与北美鹅掌楸在基因组层面的遗传分化,有利于进一步挖掘鹅掌楸属植物重要材性和园艺性状相关基因。同时,这两个鹅掌楸属植物基因组为该属植物的分子育种和遗传改良研究提供了宝贵的遗传资源,也为杂交鹅掌楸杂种优势的研究与利用奠定了坚实基础。
王维[5](2019)在《盐胁迫条件下陆地棉活性氧代谢相关基因的功能研究》文中指出棉花是世界上主要的经济作物之一。棉花在生长过程中容易受到多种逆境胁迫,其中盐胁迫对棉花的产量影响严重。活性氧是植物生长发育过程中有氧代谢的副产物,可以作为信号分子广泛参与调控不同生物学过程。细胞内维持适量的活性氧可增强植物对逆境胁迫的耐受性,活性氧含量过低或者过高,会对植物产生抑制或毒害作用。因此,研究活性氧代谢过程对提高植物的逆境耐受力来说非常重要。目前,在棉花中,仅有个别活性氧代谢相关基因逆境功能的报道,没有在全基因组水平上研究盐胁迫活性氧代谢及其相关调控机制。本研究在全基因组水平上,鉴定了陆地棉活性氧代谢相关的3个基因家族:呼吸爆发氧化酶同源物(rboh)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)。分析了它们在棉花发育进程中时空表达特性和逆境条件下的表达模式,预测并探讨了在转录水平、转录后水平上棉花rboh、SOD、CAT基因的表达调控网络,验证了陆地棉ghr-miR414c和GhFSD1基因的靶向关系,及其盐胁迫条件下的生物学功能。主要研究结果如下:1、陆地棉SOD基因家族鉴定和分析。在陆地棉基因组中鉴定得到了18个GhSOD基因,分布在12条染色体上,编码Cu/Zn-、Mn-和Fe-SOD三类蛋白。对9种节点植物的系统发育进化分析,发现Mn/Fe-SOD的编码基因出现早于Cu/Zn-SOD,之后3类基因独立进化,同时Cu/Zn-SOD的编码基因取代Mn-SOD的编码基因成为优势基因。对GhSOD基因家族的表达特点分析,结果表明在陆地棉中该基因家族的表达具有时空特异性,同时受到多种逆境胁迫的诱导。对在转录后水平上可能调控该基因家族的miRNAs进行了预测,结果表明有20个陆地棉miRNAs靶向14个陆地棉SOD基因,绝大部分靶位点在编码区,个别在3’UTR,其中ghr-miR414c与GhFSD1之间可能存在靶向关系。2、陆地棉miR414c通过靶向GhFSD1基因调控活性氧代谢响应盐胁迫。从陆地棉中克隆了GhFSD1基因和ghr-miR414c的初级转录本,分析了它们在盐胁迫条件下的表达特性,发现ghr-miR414c表达量下调,而GhFSD1的表达上调,负相关的表达模式间接证明了ghr-miR414c和GhFSD1之间的靶向关系。利用组织化学染色、定量和5’RACE等技术,验证了ghr-miR414c对GhFSD1的切割降解。将GhFSD1基因和ghr-miR414c的初级转录本在拟南芥中过量表达,结果发现,35S::miR414c转基因植株对100和150mM NaCl处理反应敏感,而35S::GhFSD1转基因植株耐盐性提高。利用VIGS技术,将GhFSD1基因在陆地棉中沉默,发现与对照植株相比,GhFSD1沉默植株对盐处理反应敏感;在陆地棉中过表达ghr-miR414c,其对盐胁迫的反应与GhFSD1沉默植株相似。根据以上结果,我们提出ghr-miR414c通过调控GhFSD1的表达,提高棉花耐盐性的模型:在正常条件下,ghr-miR414c通过负调控GhFSD1基因表达,维持棉花体内活性氧代谢平衡;当棉花受到盐胁迫时,ghr-miR414c表达量下调,减弱了其对GhFSD1基因的抑制作用,使得GhFSD1基因表达上调,进而提高体内SOD酶活性,清除体内受盐胁迫诱导产生的过量ROS,以减轻盐胁迫条件下过量ROS对细胞的损伤,从而响应盐胁迫。3、陆地棉rboh基因家族鉴定和分析。陆地棉基组中含有26个Ghrboh基因,以不同的密度分布在18条染色体或scaffolds上。棉属不同种的rboh家族分为6个组,共线性和基因复制分析表明,陆地棉rboh基因家族扩张的主要来源是全基因组复制和染色体片段复制。对Ghrboh基因家族的表达特点分析,表明Ghrboh基因家族的表达具有时间和空间特异性,可能通过介导活性氧代谢参与棉花生长发育,在响应高温、低温、干旱和盐胁迫过程中Ghrboh基因家族发挥重要的作用。4、陆地棉CAT基因家族鉴定和分析。陆地棉CAT基因家族中含有7个成员,系统发育和共线性分析结果表明,GhCAT基因家族分为2个组,在植物进化过程中发生的全基因组复制或多倍体事件是CAT基因家族扩张的主要原因。表达谱分析表明,GhCAT基因家族的表达受到高温、低温、干旱、盐和黄萎病菌侵染等条件的诱导。此外,陆地棉CAT基因家族的表达受到可变剪接的调控,通过介导活性氧代谢,在棉花的生长发育过程和响应逆境胁迫过程中发挥作用。研究结果有助于探讨陆地棉中活性氧介导抗逆机理,加深对植物抗逆代谢通路的认识,为提高农作物胁迫抗性提供一定的理论参考。
李珺,张启声,王馨,赵秀娟,蔡禄[6](2013)在《酿酒酵母ARS305侧翼序列对其自主复制活性的影响》文中研究说明利用PCR技术扩增了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)Ⅲ号染色体上以ARS(Autonomously replicating sequence,ARS)305为核心的不同长度侧翼序列,并将其构建到酵母整合型载体pRS405中获得了重组质粒PA500、PA1000、PA2000,然后通过电转化法转入酿酒酵母细胞中,测定了不同ARS305片段对酵母转化效率及质粒在酵母中稳定性。结果表明,并非侧翼序列越长ARS活性越高,重组质粒PA1000具有比PA2000更高转化频率和转化稳定性,推测ARS两侧序列存在一些顺式和反式的调控机制影响ARS自主复制功能。
张启声[7](2013)在《酿酒酵母ARS侧翼序列对其复制活性的影响》文中研究指明细胞在增殖过程中最重要过程的是其间期的DNA复制。他受到多方面的因素影响。其中其复制起点对其影响尤为重要,它的异常可能会导致癌症等多种疾病的产生。而酵母作为模式生物之一,它有着真核生物和原核生物双重特点,是作为研究复制起始位点的优良实验材料。酵母复制的起始位点称为自主复制序列(ARS),其III号染色体上的ARS约有19个,其使用频率各不相同,通过高通量的核小体定位发现,在ARS侧翼上出现核小体的分布各有不同,由此可见ARS两侧序列可能会影响ARS的活性。本实验通过PCR扩增酵母III号染色体上的ARS304、ARS305及其侧翼序列。并以整合型载体pRS405为基础构建重组质粒PARS304,PARS304-500,PARS304-2000。为了鉴定ARS304、ARS305不同侧翼序列对酿酒酵母的自主复制活性的影响,将构建好的重组质粒以及本实验室原有保存的载体PARS305,PARS305-500,PARS305-2000通过电转化方法转化至酿酒酵母细胞。酵母感受态细胞为缺陷型细胞,pRS405载体上含有亮氨酸标记但必须整合到酵母基因组上才能表达,而由于搭载有ARS序列的载体可以游离于基因组之外独立表达合成亮氨酸,所以通过验证其转化子个数,从而计算转化频率。在此过程中对电转化进行条件优化,通过均匀设计对电场强度、外源DNA量和酵母生长状态对电转化的影响。当电场强度在1750V,酵母OD值在1.3,外源DNA量在600ng时,转化率最高。在此条件下测定质粒丢失率。经计算PARS304转化率为389-412转化子/μg,质粒每代的丢失率为16.2%;PARS305转化率为523-551转化子/μg质粒,每代的丢失率为11.2%;PARS304-500转化率为476-497转化子/μg质粒,每代的丢失率为14.7%;PARS305-500转化率为723-734转化子/μg质粒;每代的丢失率为9.01%,PARS304-2000转化率为623-632转化子/μg质粒,每代的丢失率为9.35%;PARS305-2000转化率为929-939转化子/μg,质粒每代的丢失率为8.1%。这说明构建的重组质粒在酵母中都是不稳定的,都可以进行自主复制。且ARS305及其侧翼序列转化率高于ARS304,随着侧翼序列的增长其自主复制活性增高。本实验后续工作在PARS-500,PARS-1000,PARS-2000。重组质粒上组装核小体,研究重组质粒上核小体的分布及核小体定位对复制起始活性的影响,为以酵母作模式生物研究真核基因的复制与转录机制提供了有益的线索。
高峰[8](2013)在《甜瓜果实发育相关基因的鉴定、表达特性及功能分析》文中进行了进一步梳理甜瓜是全世界广泛栽培的园艺作物,是重要的经济作物之一。随着对甜瓜研究的深入和它本身的植物学特性,甜瓜已成为阐明肉质果实发育成熟分子机理的另一种重要的模式植物。乙烯对跃变型果实的成熟衰老起到重要作用,同时影响着果实的成熟及采后的耐贮藏性。为了分离鉴定甜瓜果实乙烯跃变中关键基因和在转录水平上阐明果实发育的分子机理,本研究以典型的呼吸跃变型甜瓜品种河套蜜瓜为研究对象,以甜瓜果实内源乙烯跃变中上升、峰值、下降三个时期中果皮组织mRNA等量混合物作为乙烯跃变期样品,以乙烯跃变前5天的mRNA为乙烯跃变前期样品,构建了正向和反向抑制性差减文库,并对所分离的EST进行克隆、测序和数据库中寻找同源基因。其中,正向文库中分离得到386条有效的EST序列,总计179个unigenes;反向文库中得到417条有效的EST序列,总计213个unigenes;所获得的EST主要编码物质和能量代谢、转录、蛋白翻译后修饰与转运及分子伴侣、结合蛋白、信号转导、生长发育、转运、机体防御与自救、未知功能等相关基因。对文库中随机选取6个候选基因实时荧光定量PCR检测结果显示,Chibl、L-Asp、CSGP和ACO1基因的1mRNA含量在果实内源乙烯跃变时期(授粉后40-45天)的果实中急剧增高,其峰值期与果实内源乙烯峰值期同步,而DAFP和XTH2基因在果实跃变前期表达水平较高。分别克隆了甜瓜信号转导组分Cm-CTR1、Cm-EIN2、Cm-EIL1、Cm-EIL2. Cm-ERF1、Cm-ERF2基因的全长cDNA.应用荧光定量PCR技术分析了上述基因在甜瓜果实不同发育时期的表达特性。定量PCR分析结果显示:15DAP到45DAP的果实中,Cm-CTR1基因均具有较高的表达,且转录水平变化较少,在果实内源乙烯跃变时稍减少。cm-EIN2在幼叶和花瓣组织中的表达量相似,约为根中表达量的2倍,茎中表达最低,子房中最高。在果实发育成熟过程中,cm-EIN2基因:mRNA水平从20DAP开始缓慢增高,在授粉后35天达到峰值,随后下降。将幼叶用不同浓度的IAA和ABA处理后,Cm-EIN2基因转录水平减少。Cm-EIL1、Cm-EIL2、Cm-ERF1和Cm-ERF2表达模式与甜瓜果实成熟过程及乙烯生成量显着相关。上述基因表达分析结果表明,Cm-EIL1、Cm-EIL2、 cm-ERF1、cm-ERF2基因可能在甜瓜果实乙烯跃变过程中具有重要作用,而cm-EIN2和Cm-CTR1可能在甜瓜果实发育过程中发挥重要作用。利用烟草核基质附着区序列和甜瓜果实特异性表达的黄瓜素基因启动子,构建了无载体无选择标记基因的果实特异性稳定表达反义ACO1基因线性表达盒(RB-MAR-CMC-antiACO1-nos-MAR-LB),应用花粉管通道法转化甜瓜。经PCR检测证明外源基因已经整合到受体植物的基因组中。获得了耐贮性强的3个株系,经正常商业采摘期采收果实后,转基因T2果实内源乙烯的含量均明显低于未转基因对照果实,在采后第12天,约为对照果实的4%,没有出现内源乙烯释放高峰;刚采摘时,转基因和未转基因果实硬度基本相同,贮藏到一定天数时,转基因果实硬度基本保持不变,而未转基因果实硬度逐渐下降;转基因与对照果实的可溶性固形物在贮藏过程中基本相同。
王馨[9](2012)在《酿酒酵母ARS305两侧序列对其复制活性的影响》文中提出DNA复制是细胞的基本功能之一,在生长发育过程中,染色体必须准确无误地复制并分配到下一代细胞中。因此,复制过程受到极其严格的调控,任何失控必将导致严重的后果,包括发育异常、遗传疾病、癌症等。在复制的研究领域,确定真核生物复制起始点或复制子是一个重要方面。酵母是一类低等真核生物,既具有类似原核生物的生长特性,又具有一般真核生物的分子生物学和细胞生物学特性,是作为确定研究复制起始位点或者复制子的一个重要材料。酵母III号染色体是最早完成测序的,也是目前研究的最清楚的。自主复制序列ARS(autonomously replicating sequence)是能有效转化酵母并能在细胞内自主复制的一段DNA序列,在整合到酵母染色体后,能作为酵母的复制起始位点。ARS305是酿酒酵母III号染色体上一个高活性的,使用频率很高的复制子。为了研究其两侧序列对其活性的影响,本文构建了以pRS405为载体,插入不同长度的以ARS305为核心、两侧序列不同的一系列重组质粒;将构建的重组质粒采用PEG/LiAc转化酿酒酵母YPH499感受态细胞。通过测定重组质粒转化率来鉴定ARS305两侧的序列长度对其复制活性的影响。结果表明:ARS305两侧的序列长度越长,其自主复制活性越高。本研究为进一步研究ARS两侧序列形成核小体能力和ARS活性与核小体定位的相关性做出了初步探索。
武建伟[10](2012)在《几个水稻MAR序列的筛选及其初步分析》文中指出MAR/SAR(Matrix/Scaffold attachment region or Matrix/Scaffold association region,MAR/SAR)是真核基因组中大量存在的附着在核基质上的一段DNA序列。研究表明,MAR序列可以有效地克服植物基因工程中经常发生的转基因沉默现象,并可使外源基因在转基因受体中高效稳定表达。传统的MAR序列分离纯化方法步骤繁琐,耗时耗材。随着生物序列信息的丰富,可以逐一查看其染色体的基因图谱,并通过MAR预测技术在基因组中筛选MAR序列,可大大加快MAR序列的筛选速度和降低筛选成本。本研究利用BGI基因组数据库,以水稻基因组上转录活跃区中位于基因间隔区的序列为候选序列,使用MAR-Wiz对候选序列预测分析。根据MAR-Analysis Summary Report,筛选出 MAR-potential值较高的 10 条序列做为候选MAR序列。克隆候选MAR序列,选择gus为报告基因,将候选MAR序列连在gus表达框两端构建植物表达载体,共计构建21个植物表达载体(包括1个对照载体),通过农杆菌介导转化法获得了 509株转基因水稻植株。检测转上述转基因株中的gus酶活力,初步确定了可以明显提高外源基因表达水平的4条MAR序列,其中编号M2的序列位于chr07(06882521),可使gus表达水平提高约4倍;编号M3的序列位于chr07(21231402),可使gus表达水平提高约18倍;编号M6的序列位于chr08(25631056),可使gus表达水平提高约1倍;编号M7的序列位于chr09(20378264),可使gus表达水平提高约1倍。
二、6个植物MARs序列的ARS功能鉴定与分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、6个植物MARs序列的ARS功能鉴定与分析(论文提纲范文)
(1)萝藦科药用植物DNA条形码鉴定和分子系统学研究(论文提纲范文)
英文缩略词表 |
中文摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1. 萝藦科药用植物资源及应用现状 |
1.1 萝藦科多民族用药情况 |
1.2 萝藦科特有种及濒危情况 |
1.3 萝藦科药用植物应用现状 |
1.4 萝藦科药用植物混淆及鉴定研究 |
2. 萝藦科植物分类学研究进展 |
2.1 萝藦科的分类历史和系统位置 |
2.2 萝藦科分类学研究 |
2.3 萝藦科分类存疑类群 |
3. 药用植物DNA条形码鉴定研究 |
第二章 萝藦科DNA条形码鉴定效率的研究 |
1. 实验材料 |
1.1 供试样品 |
1.2 试剂 |
1.3 仪器 |
2. 实验方法 |
2.1 总DNA的提取 |
2.2 DNA条形码的片段选择与PCR扩增 |
2.3 序列的拼接、比对和分析 |
2.4 条形码的分析方法的选择 |
2.5 多序列比对方法的选择 |
2.6 系统树构建方法 |
3. 结果与分析 |
3.1 DNA条形码单序列特征 |
3.2 建树方法的选择 |
3.3 种内种间遗传距离和barcoding gap |
3.4 不同条形码及组合的鉴定效率 |
3.5 不同条形码分析方法对物种鉴定效率 |
4. 讨论 |
4.1 DNA条形码对萝藦科药用植物鉴定的意义 |
4.2 DNA条形码对萝藦科物种鉴定待解决的问题 |
5. 结论 |
第三章 基于DNA条形码的萝藦科分子系统发育的研究 |
1. 实验材料 |
1.1 实验样品 |
1.2 试剂 |
1.3 仪器 |
2. 实验方法 |
2.1 DNA提取、PCR扩增及纯化、测序 |
2.2 序列的拼接、比对和系统发育分析 |
2.3 系统树构建方法 |
3. 结果与分析 |
3.1 分子树构建结果 |
3.2 分析 |
4. 讨论 |
4.1 基于DNA条形码组合构建的萝藦科类群各个分支系统关系 |
4.2 娃儿藤属和白前属的关系 |
4.3 肉珊瑚属与鹅绒藤属的关系 |
4.4 基于分子与传统形态分类不一致的思考 |
4.5 DNA条形码对萝藦科分类研究的潜力 |
5. 结论 |
全文总结与展望 |
1. 全文总结 |
2. 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
附录 |
附表1 萝藦科植物中国特有种列表 |
附表2 国产萝藦科药用植物列表 |
附表3 四段条形码单片段矩阵序列特征及核算替换模型 |
附图 |
(2)甘蓝型油菜氮素利用基因网络的构建及候选基因筛选(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 氮在农业生产中的重要作用 |
1.1.1 植物对氮的吸收和利用 |
1.1.2 农业生产中氮肥的应用及影响 |
1.1.3 氮对油菜生长和生产的影响 |
1.2 氮素利用途径的国内外研究进展 |
1.2.1 氮素利用途径在分子水平的研究进展 |
1.2.2 氮素利用途径在组学水平的研究进展 |
1.3 氮素利用相关功能基因的挖掘方法 |
1.3.1 正向遗传学法挖掘相关功能基因 |
1.3.2 反向遗传学法挖掘相关功能基因 |
1.3.3 生物信息学方法挖掘相关功能基因 |
1.4 功能基因的研究方法 |
1.4.1 正向遗传学法研究基因功能 |
1.4.2 反向遗传学法研究基因功能 |
1.4.3 生物信息学预测基因功能 |
1.5 本研究的目的和意义 |
第2章 油菜氮素利用相关基因网络的全基因组鉴定与进化机制解析 |
2.1 前言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 油菜氮素利用相关基因的鉴定 |
2.2.2 油菜氮素利用相关基因的亚细胞定位 |
2.2.3 油菜氮素利用相关基因的染色体定位和共线性分析 |
2.2.4 油菜氮素利用相关基因的扩增和进化机制分析 |
2.2.5 油菜氮素利用相关基因的转录调控预测及mi RNA分析 |
2.2.6 油菜氮素利用相关基因的时空表达谱和低氮胁迫表达谱分析 |
2.2.7 油菜氮素利用相关基因的共表达网络构建 |
2.2.8 油菜氮素利用途径关键基因的筛选 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 油菜氮素利用相关基因的染色体定位和共线性分析 |
2.3.2 油菜氮素利用相关基因的进化机制 |
2.3.3 油菜氮素利用相关基因的亚细胞定位分析 |
2.3.4 油菜氮素利用相关基因启动子顺式作用元件和转录因子结合位点分析 |
2.3.5 油菜氮素利用相关基因的miRNA调控 |
2.3.6 油菜苗期氮氮素利用相关基因的低氮胁迫表达模式 |
2.3.7 油菜氮素利用相关基因的共表达网络分析 |
2.3.8 调控油菜氮素利用关键基因的筛选 |
2.4 讨论与结论 |
2.4.1 油菜中氮素利用相关基因的扩增和进化机制 |
2.4.2 油菜氮素利用相关基因的表达规律与基因功能 |
第3章 植物界氮素利用相关基因网络的全基因组鉴定与进化机制解析 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 植物中候选氮素利用相关基因序列的搜集和鉴定 |
3.2.2 植物中氮素利用相关基因的起源、扩增和进化分析 |
3.2.3 植物中氮素利用相关基因的选择压力分析 |
3.2.4 陆地植物中氮素利用相关基因的表达谱分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 氮素利用相关基因在植物界中的分布规律 |
3.3.2 植物界氮素利用相关基因的起源 |
3.3.3 植物界氮素利用相关基因的扩增和进化 |
3.3.4 陆地植物氮素利用相关基因表达模式的保守性进化 |
3.4 讨论与结论 |
3.4.1 植物界氮素利用相关基因的起源 |
3.4.2 植物界氮素利用相关基因的扩增与进化机制 |
第4章 结论 |
4.1 绘制了油菜氮素利用相关基因网络并阐明了其进化机制 |
4.2 筛选了油菜氮素利用途径17个关键调控基因和结构基因 |
4.3 阐明了氮素利用基因网络在植物界中的基因扩增和分子进化机制 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的文章及获奖 |
(3)白桦BpSPL6和BpSPL2基因在不定根发生中的功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 SPL转录因子研究进展 |
1.1.1 阶段转变 |
1.1.2 花、叶片、果实发育 |
1.1.3 非生物胁迫 |
1.1.4 激素响应 |
1.1.5 根发育 |
1.2 植物不定根发生的研究进展 |
1.3 研究目的与意义 |
1.4 研究技术路线 |
2 白桦BpSPL6基因启动子的克隆及表达分析 |
2.1 引言 |
2.2 试验材料 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 主要试剂 |
2.2.3 溶液配制 |
2.2.4 试验仪器 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 白桦总DNA提取 |
2.3.2 白桦BpSPL6基因启动子的克隆 |
2.3.3 克隆载体的构建 |
2.3.4 BpSPL6基因启动子顺式作用元件预测 |
2.3.5 构建BpSPL6基因启动子融合GUS表达载体 |
2.3.6 浸花法转化拟南芥 |
2.3.7 白桦BpSPL6基因启动子的表达模式分析 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 白桦BpSPL6基因启动子的克隆 |
2.4.2 白桦BpSPL6基因启动子顺式作用元件分析 |
2.4.3 植物表达载体的构建 |
2.4.4 拟南芥的遗传转化 |
2.4.5 白桦BpSPL6基因启动子在拟南芥中的表达模式 |
2.4.6 转基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的表达模式 |
2.5 讨论 |
2.6 本章小结 |
3 BpSPL6基因的克隆及功能分析 |
3.1 引言 |
3.2 试验材料 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 试验试剂 |
3.2.3 溶液配制 |
3.2.4 试验仪器 |
3.3 试验方法 |
3.3.1 白桦总RNA提取及cDNA第一链的合成 |
3.3.2 BpSPL6基因的克隆 |
3.3.3 BpSPL6基因过表达载体的构建 |
3.3.4 BpSPL6基因抑制表达载体的构建 |
3.3.5 亚细胞定位 |
3.3.6 叶盘法转化白桦 |
3.3.7 转基因白桦幼苗检测 |
3.4 试验结果 |
3.4.1 BpSPL6基因的克隆 |
3.4.2 BpSPL6基因过表达载体的构建 |
3.4.3 BpSPL6基因抑制表达载体的构建 |
3.4.4 BpSPL6基因的亚细胞定位 |
3.4.5 BpSPL6转基因白桦的获得 |
3.4.6 BpSPL6转基因白桦的检测 |
3.4.7 BpSPL6基因抑制不定根数量 |
3.5 讨论 |
3.6 本章小结 |
4 BpSPL2基因在不定根发生中的功能研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验方法 |
4.2.1 qRT-PCR检测相关基因表达量 |
4.2.2 赤霉素处理白桦幼苗 |
4.3 试验结果 |
4.3.1 不定根发育相关基因分析 |
4.3.2 赤霉素对白桦组培苗不定根的影响 |
4.3.3 赤霉素相关基因分析 |
4.3.4 BpSPL2基因靶基因的表达情况 |
4.4 讨论 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
东北林业大学 硕士学位论文修改情况确认表 |
(4)鹅掌楸属基因组演化及其花色变异遗传基础研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 木兰类植物及鹅掌楸属研究概况 |
1.1.1 木兰类植物内部系统发育关系 |
1.1.2 木兰类植物在被子植物中的系统发育位置 |
1.1.3 鹅掌楸属植物 |
1.1.3.1 鹅掌楸与北美鹅掌楸 |
1.1.3.2 鹅掌楸杂交育种 |
1.1.3.3 鹅掌楸属植物遗传学及基因组学研究进展 |
1.2 基因组学及比较基因组学研究概况 |
1.2.1 测序技术发展 |
1.2.1.1 一代测序技术 |
1.2.1.2 二代测序技术 |
1.2.1.3 三代测序技术 |
1.2.1.4 其它新测序技术 |
1.2.2 基因组学 |
1.2.3 比较基因组学研究 |
1.2.4 植物比较基因组学研究 |
1.3 实验目的意义与技术路线图 |
1.3.1 实验目的与意义 |
1.3.2 技术路线图 |
第二章 鹅掌楸基因组 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 样品采集 |
2.1.2 建库测序 |
2.1.3 二代测序数据质控 |
2.1.4 基因组大小估计(K-mer法) |
2.1.5 基因组大小估计(流式细胞仪法) |
2.1.6 基因组组装 |
2.1.7 连锁群构建 |
2.1.8 基因组组装评估 |
2.1.9 重复序列注释 |
2.1.10 基因注释 |
2.1.11 全基因组复制 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 鹅掌楸基因组草图 |
2.2.2 鹅掌楸基因组演化 |
2.2.2.1 全基因组复制事件 |
2.2.2.2 重复序列 |
2.3 结论与讨论 |
第三章 以鹅掌楸为代表的木兰类植物系统发育 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 同源基因鉴定 |
3.1.2 系统发育信号检测 |
3.1.3 物种树重建 |
3.1.5 单、真双子叶特有基因家族鉴定 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 单基因树构建 |
3.2.2 基于溯祖分析的物种树构建 |
3.2.3 单、真双子叶特有基因家族 |
3.3 结论与讨论 |
第四章 鹅掌楸属植物重测序与群体演化 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 样品采集与测序 |
4.1.2 单核苷酸多态性检测 |
4.1.3 群体结构分析 |
4.1.4 核苷酸多样性与群体分化指数 |
4.1.5 群体历史动态分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 鹅掌楸属群体结构 |
4.2.2 鹅掌楸属群体多态性 |
4.2.3 鹅掌楸属群体历史动态 |
4.3 结论与讨论 |
第五章 北美鹅掌楸基因组及比较基因组 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 采样与测序 |
5.1.2 基因组组装 |
5.1.3 基因组注释 |
5.1.4 花色取样 |
5.1.5 非靶向代谢组分析 |
5.1.6 转录组分析 |
5.1.7 类胡萝卜素靶向代谢组分析 |
5.1.8 系统发育分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 北美鹅掌楸基因组草图 |
5.2.3 鹅掌楸与北美鹅掌楸比较基因组 |
5.2.4 北美鹅掌楸花瓣萜类代谢物的积累 |
5.2.5 北美鹅掌楸花瓣下部类胡萝卜素合成通路的转录激活 |
5.2.6 北美鹅掌楸花瓣色带形成的关键色素 |
5.2.7 鹅掌楸与北美鹅掌楸花瓣着色差异的遗传基础 |
5.3 结论与讨论 |
第六章 结论与展望 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
参考文献 |
(5)盐胁迫条件下陆地棉活性氧代谢相关基因的功能研究(论文提纲范文)
符号说明 |
中文摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1 活性氧 |
1.1 活性氧概述 |
1.2 活性氧代谢 |
2 植物活性氧与胁迫应答 |
2.1 生物胁迫 |
2.2 非生物胁迫 |
2.2.1 温度胁迫 |
2.2.2 水分胁迫 |
3.2.3 盐胁迫 |
2.2.4 其他胁迫 |
3 植物活性氧代谢调控 |
3.1 NADPH氧化酶 |
3.2 超氧化物歧化酶 |
3.3 过氧化氢酶 |
4 本项目研究的意义 |
第二章 陆地棉SOD基因家族的鉴定与表达分析 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.1.1 室内培养和取样 |
1.1.2 田间种植和取样 |
1.1.3 胁迫处理和取样 |
1.2 试剂与仪器 |
1.2.1 主要试剂 |
1.2.2 主要仪器 |
1.3 方法 |
1.3.1 SOD基因家族鉴定 |
1.3.2 系统发育分析 |
1.3.3 基因复制分析 |
1.3.4 序列分析 |
1.3.5 转录组数据分析 |
1.3.6 荧光定量PCR实验 |
1.3.7 调控预测 |
2 结果与分析 |
2.1 SOD基因家族鉴定 |
2.2 SOD基因家族系统发育分析 |
2.3 陆地棉SOD基因家族共线性分析 |
2.4 陆地棉SOD基因家族基因结构分析 |
2.5 陆地棉SOD蛋白序列分析 |
2.6 陆地棉SOD基因家族表达谱分析 |
2.6.1 电子表达谱分析 |
2.6.2 荧光定量PCR分析 |
2.7 陆地棉SOD基因家族转录调控分析 |
2.7.1 启动子分析 |
2.7.2 靶向GhSODs的miRNAs分析 |
3 讨论 |
3.1 植物SOD基因家族及其进化 |
3.2 陆地棉SOD基因家族的表达模式分析 |
3.3 陆地棉SOD基因家族的调控机制分析 |
3.3.1 陆地棉SOD基因家族启动子中顺式元件预测分析 |
3.3.2 ghr-miRNAs介导陆地棉SOD基因家族转录后水平调控 |
第三章 陆地棉miR414c通过调控活性氧代谢响应盐胁迫 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.1.1 植物材料 |
1.1.2 载体与菌株 |
1.1.3 主要试剂 |
1.2 方法 |
1.2.1 荧光定量PCR实验 |
1.2.2 序列克隆 |
1.2.3 序列分析 |
1.2.4 表达载体构建 |
1.2.5 表达载体转化农杆菌 |
1.2.6 烟草瞬时转化 |
1.2.7 miRNA和靶基因靶向关系验证 |
1.2.8 拟南芥转化 |
1.2.9 转基因拟南芥筛选与表型鉴定 |
1.2.10 病毒诱导的基因沉默(VIGS)载体构建 |
1.2.11 VIGS载体转化农杆菌 |
1.2.12 陆地棉VIGS实验 |
2 结果与分析 |
2.1 ghr-miR414c和GhFSD1序列扩增和分析 |
2.1.1 ghr-miR414c和GhFSD1基因的克隆 |
2.1.2 ghr-miR414c和GhFSD1序列分析 |
2.2 ghr-miR414c和GhFSD1表达模式分析 |
2.3 ghr-miR414c和GhFSD1靶向关系验证 |
2.4 转基因拟南芥的盐胁迫耐性分析 |
2.4.1 目标序列转化拟南芥与阳性植株筛选 |
2.4.2 转基因拟南芥的盐胁迫表型鉴定 |
2.5 VIGS棉花的盐胁迫耐性分析 |
2.5.1 VIGS棉花的获得与鉴定 |
2.5.2 VIGS棉花的盐胁迫表型鉴定 |
3 讨论 |
3.1 GhFSD1介导ROS代谢调控棉花对盐胁迫的响应 |
3.2 ghr-miR414c通过靶向GhFSD1调控ROS代谢 |
第四章 陆地棉Rboh基因家族的鉴定与生物信息学分析 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.1.1 室内培养和取样 |
1.1.2 田间种植和取样 |
1.1.3 胁迫处理和取样 |
1.2 方法 |
1.2.1 Rboh基因家族鉴定 |
1.2.2 系统发育分析 |
1.2.3 基因复制分析 |
1.2.4 序列分析 |
1.2.5 转录组数据分析 |
1.2.6 荧光定量PCR实验 |
1.2.7 调控预测 |
2 结果与分析 |
2.1 Rboh基因家族鉴定 |
2.2 陆地棉Rboh基因家族系统发育分析 |
2.3 陆地棉Rboh基因共线性分析 |
2.4 陆地棉Rboh基因序列分析 |
2.5 陆地棉Rboh基因表达模式分析 |
2.5.1 陆地棉Rboh基因在不同组织器官中的表达模式 |
2.5.2 陆地棉Rboh基因在不同胁迫诱导下的表达模式 |
2.6 陆地棉Rboh基因潜在调控机制分析 |
2.6.1 启动子分析 |
2.6.2 靶向Ghrbohs的miRNAs分析 |
3 讨论 |
3.1 植物Rboh基因家族及其进化 |
3.2 陆地棉Rboh基因可能通过调节活性氧代谢参与生长发育和胁迫应答 |
3.3 陆地棉Rboh基因家族的调控机制分析 |
第五章 陆地棉CAT基因家族的鉴定与生物信息学分析 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.1.1 室内培养和取样 |
1.1.2 胁迫处理和取样 |
1.2 试剂与仪器 |
1.3 方法 |
1.3.1 CAT基因家族鉴定 |
1.3.2 系统发育分析 |
1.3.3 基因复制分析 |
1.3.4 序列分析 |
1.3.5 转录组数据分析 |
1.3.6 荧光定量PCR实验 |
1.3.7 调控预测 |
1.3.8 序列克隆 |
2 结果与分析 |
2.1 CAT基因鉴定 |
2.2 CAT基因系统发育分析 |
2.3 陆地棉CAT基因共线性分析 |
2.4 陆地棉CAT基因序列分析 |
2.5 陆地棉CAT基因表达模式分析 |
2.5.1 陆地棉CAT基因在不同组织器官中的表达模式 |
2.5.2 陆地棉CAT基因在不同胁迫诱导下的表达模式 |
2.6 陆地棉CAT基因潜在调控机制分析 |
2.6.1 转录因子预测 |
2.6.2 可变剪接事件分析 |
2.6.3 miRNA靶位点预测 |
3 讨论 |
3.1 CAT基因家族在棉属中的进化 |
3.2 棉花CAT基因可能通过调节活性氧代谢参与胁迫应答 |
3.3 陆地棉CAT基因家族的调控机制分析 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的论文 |
(6)酿酒酵母ARS305侧翼序列对其自主复制活性的影响(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.1.1 菌株和质粒 |
1.1.2试剂 |
1.1.3 培养基 |
1.2 方法 |
1.2.1 酵母基因组的提取 |
1.2.2 ARS305侧翼序列的扩增 |
1.2.3 酵母自主复制质粒的构建 |
1.2.4 重组质粒的电转化 |
1.2.5 带ARS功能质粒丢失率测定 |
2 结果与分析 |
2.1 ARS305侧翼序列的扩增 |
2.2 酵母自主复制质粒的构建及检测 |
2.3 ARS功能质粒丢失率的测定 |
3 小结与讨论 |
(7)酿酒酵母ARS侧翼序列对其复制活性的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 绪论 |
1.1 DNA 复制起始的分子机制 |
1.2 DNA 复制起始在细胞周期中的调控 |
1.2.1 复制前染色质状态的建立 |
1.2.2 DNA 复制起始的引发 |
1.3 酵母自主复制序列 ARS |
1.3.1 酵母ARS 结构特点 |
1.3.2 酿酒酵母三号染色体上的ARS |
1.3.3 酵母ARS 的研究进展 |
1.4 酵母ARS 活性测定方法 |
1.4.1 复制起始点作图法 |
1.4.2 单分子分析DNA 复制 |
1.4.3 用DNA 芯片分析DNA 复制 |
1.4.4 2D 凝胶电泳测定复制起始点活性: |
1.4.5 realtime PCR 技术分析DNA 复制 |
1.4.6 质粒测定法 |
2. 实验材料和方法 |
2.1 酿酒酵母YPH 500 基因组DNA 的提取 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 主要仪器和设备 |
2.1.3 实验方法 |
2.2 含 ARS304 不同长度侧翼序列的PCR 扩增 |
2.2.1 引物合成 |
2.2.2 实验材料 |
2.2.3 主要仪器和设备 |
2.2.4 实验方法 |
2.3 PCR 扩增产物的纯化 |
2.3.1 实验材料及试剂 |
2.3.2 实验仪器及器皿 |
2.3.3 实验步骤 |
2.4 穿梭质粒pRS405 的小量提取 |
2.4.1 实验材料及试剂 |
2.4.2 实验仪器及器皿 |
2.4.3 实验步骤 |
2.5 重组质粒的构建及鉴定 |
2.5.1 实验材料及试剂 |
2.5.2 实验仪器及器皿 |
2.5.3 实验步骤 |
2.6 含ARS 不同侧翼序列自主复制活性的检测 |
2.6.1 酿酒酵母YPH500 电转化 |
3. 结果与分析 |
3.1 酵母基因组的提取结果 |
3.2 带有不同长度两侧序列的 ARS304 、ARS 305 PCR 扩增结果 |
3.3 穿梭载体pRS405 制备结果 |
3.4 转化子的鉴定 |
3.4.1 菌落PCR 鉴定 |
3.4.2 双酶切鉴定结果 |
3.4.3 测序结果 |
3.5 酵母YPH500 生长曲线的测定 |
3.6 电转化单因素验证 |
3.6.1 酵母YPH500 不同的生长状态对电转化效果的影响 |
3.6.2 外源DNA 量对电转化效果的影响 |
3.6.3 电场强度对电转化效果的影响 |
3.7 均匀设计对转化率条件的优化 |
3.8 ARS 重组质粒丢失率测定 |
结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(8)甜瓜果实发育相关基因的鉴定、表达特性及功能分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 文献综述 |
1.1 乙烯信号转导研究进展 |
1.1.1 乙烯生物合成途径 |
1.1.2 乙烯信号转导途径 |
1.1.3 乙烯同其它植物激素间相互作用 |
1.2 甜瓜果实发育成熟相关基因研究进展 |
1.2.1 乙烯对甜瓜果实成熟衰老中的作用 |
1.2.2 甜瓜乙烯合成相关基因的分离及鉴定 |
1.2.3 甜瓜乙烯信号转导相关基因的分离和鉴定 |
1.2.4 甜瓜果实跃变特征的遗传 |
1.2.5 跃变起始过程中乙烯的作用 |
1.2.6 乙烯对甜瓜果实产生挥发香味的作用 |
1.2.7 乙烯与甜瓜果肉颜色 |
1.3 差异表达基因检测技术研究进展 |
1.3.1 SSH技术原理及操作流程 |
1.3.2 SSH技术特点 |
1.3.3 SSH技术在果实发育中的应用 |
1.4 利用核基质附着区稳定表达外源基因策略 |
1.4.1 核基质附着区的概念 |
1.4.2 核基质附着区的特征 |
1.4.3 核基质附着区对外源基因表达的影响 |
1.4.4 核基质附着区研究进展 |
1.5 本研究的目的及意义 |
参考文献 |
第二章 抑制性差减杂交法分离鉴定甜瓜果实乙烯跃变时期特异表达基因 |
2.1 材料和试剂 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 菌种质粒 |
2.1.3 主要试剂 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 引物设计与合成 |
2.2.2 甜瓜果实总RNA的提取 |
2.2.3 mRNA分离 |
2.2.4 抑制性差减文库的构建 |
2.2.5 重组子筛选 |
2.2.6 测序及EST数据处理 |
2.2.7 定量PCR验证候选基因 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 甜瓜果实总RNA提取及mRNA分离纯化 |
2.3.2 抑制性差减文库的构建 |
2.3.3 重组子筛选 |
2.3.4 EST数据处理 |
2.3.5 定量PCR验证候选基因 |
2.4 讨论 |
参考文献 |
第三章 甜瓜乙烯信号转导组分基因的克隆及表达分析 |
3.1 材料和试剂 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 菌种质粒 |
3.1.3 主要试剂 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 引物设计与合成 |
3.2.2 甜瓜果实总RNA的提取 |
3.2.3 各基因全长cDNA序列的克隆 |
3.2.4 甜瓜果实内源乙烯含量测定 |
3.2.5 甜瓜叶片用不同激素处理 |
3.2.6 定量PCR检测已克隆基因的表达特性 |
3.3. 结果与分析 |
3.3.1 RNA的分析 |
3.3.2 RT-PCR产物分析cDNA克隆及序列分析 |
3.3.3 重组cDNA克隆的筛选鉴定 |
3.3.4 甜瓜果实内源乙烯含量测定 |
3.3.5 定量PCR检测已克隆基因的表达特性 |
3.4 讨论 |
参考文献 |
第四章 无载体无选择标记基因甜瓜果实特异性稳定表达体系的建立 |
4.1 材料和试剂 |
4.1.1 植物材料 |
4.1.2 菌种质粒 |
4.1.3 主要试剂 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 引物设计与合成 |
4.2.2 无选择标记反义ACO1基因表达载体的构建 |
4.2.3 用于转化的反义ACO1线性表达盒的制备 |
4.2.4 花粉管通道法转化甜瓜 |
4.2.5 转化植株的检测及筛选 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 烟草核基质附着区的克隆 |
4.3.2 无选择标记基因稳定表达载体pPZP2TM201的构建 |
4.3.3 果实特异稳定表达反义ACO1基因表达载体的构建 |
4.3.4 遗传转化及筛选 |
4.4 讨论 |
参考文献 |
结论 |
附录 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文目录 |
(9)酿酒酵母ARS305两侧序列对其复制活性的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 文献综述 |
1.1 真核生物的 DNA 复制起始调控 |
1.1.1 真核生物 DNA 复制的特点 |
1.1.2 SV40 DNA 的复制 |
1.1.3 真核细胞 DNA 的复制调控的机制 |
1.2 酿酒酵母的 ARS |
1.2.1 ARS 概述 |
1.2.2 ARS 的结构 |
1.2.3 酿酒酵母三号染色体上的 ARS |
1.2.4 ARS305 |
1.3 酵母——大肠杆菌穿梭质粒 |
1.3.1 酵母的 2μm 质粒 |
1.3.2 酵母复制型载体 |
1.3.3 自我复制型载体 |
1.4 酵母的转化 |
1.4.1 原生质体转化法 |
1.4.2 PEG/LiAc 转化法 |
技术路线 |
2 实验材料与方法 |
2.1 酿酒酵母的活化 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 酿酒酵母的活化方法 |
2.2 酵母基因组的提取 |
2.3 酵母 ARS305 不同长度的片段的克隆 |
2.3.1 ARS305-500 的克隆 |
2.3.2 ARS305-1000 的克隆 |
2.3.3 ARS305-2000 的克隆 |
2.3.4 PCR 产物的纯化 |
2.4 大肠杆菌的活化 |
2.4.1 实验材料与试剂 |
2.4.2 大肠杆菌的活化与培养 |
2.5 质粒 pRS405 的小量提取 |
2.6 ARS305 系列片段重组质粒的构建 |
2.6.1 目的片段和载体的双酶切 |
2.6.2 目的片段和载体酶切后的纯化 |
2.6.3 连接反应 |
2.6.4 大肠杆菌感受态细胞的制备及转化 |
2.6.5 重组质粒的酶切鉴定 |
2.6.6 重组质粒的 PCR 鉴定 |
2.7 酵母的转化 |
2.7.1 酿酒酵母生长曲线的测定 |
2.7.2 酿酒酵母转化率的测定 |
3 结果与分析 |
3.1 酵母基因组的提取 |
3.2 酵母 ARS305 不同长度的片段的克隆 |
3.3 大肠杆菌转化结果 |
3.4 质粒 pRS405 提取及单酶切鉴定结果 |
3.5 重组质粒的鉴定结果 |
3.5.1 重组质粒的酶切鉴定结果 |
3.5.2 重组质粒的 PCR 鉴定 |
3.6 酵母 YPH499 转化率的测定结果 |
3.6.1 酵母 YPH499 生长曲线的测定结果 |
3.6.2 酵母 YPH499 转化率的测定结果 |
3.6.3 重组质粒 pRS-ARS305 系列的转化率结果 |
4 讨论 |
结论 |
参考文献 |
附录A |
在学研究成果 |
致谢 |
(10)几个水稻MAR序列的筛选及其初步分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
英文缩略词 |
引言 |
第1章 文献综述 |
1.1 MAR序列概述 |
1.2 MAR序列特征 |
1.3 MAR功能特征 |
1.3.1 MAR对外源基因转化效率的影响 |
1.3.2 MAR对外源基因表达水平和稳定性的影响 |
1.3.3 MAR对外源基因遗传稳定性的影响 |
1.4 MAR的作用机制 |
1.4.1 DNA loop domains |
1.4.2 MAR序列介导DNA甲基化调控 |
1.4.3 MAR序列抑制同源配对和提高RNA阈值(RNA threshold) |
1.4.4 MAR序列与调控蛋白特异性结合 |
1.5 MAR预测技术 |
1.5.1 MAR-Wiz(MarFinder) |
1.5.2 SMARTEST |
1.5.3 MARSCAN (MRS criterion) |
1.5.4 SIDD |
1.5.5 ChrClass |
第2章 水稻MAR序列的筛选 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 实验常用生化试剂、仪器和生物技术公司 |
2.1.3 质粒和菌株 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 筛选候选MAR序列 |
2.2.2 克隆候选MAR序列 |
2.2.3 构建植物表达载体 |
2.3 检测gus酶活力 |
2.3.1 筛选转基因植株阳性株 |
2.3.1.1 转基因植株的PCR检测 |
2.3.1.2 转基因植株的潮霉素抗性检测 |
2.3.2 检测转基因单株中gus酶活力 |
第3章 结果与分析 |
3.1 候选MAR序列的筛选 |
3.2 应用候选MAR序列构建gus基因表达载体 |
3.3 转基因阳性株的筛选 |
3.4 检测阳性株中gus酶活力 |
3.5 M2、M3、M6和M7对gus表达稳定性的影响 |
3.6 结论 |
第4章 讨论 |
4.1 MAR序列的筛选 |
4.2 M2、M3、M6和M7序列对GUS表达的影响 |
4.3 MAR预测技术的可行性 |
4.4 后续工作 |
参考文献 |
附录1. 实验常用生化试剂、仪器和生物技术公司 |
附录2. 本研究所涉及的生物信息学数据库 |
附录3. 克隆候选MAR序列所用引物及所加酶切位点 |
附录4. 常见实验步骤 |
附录5. 实验所用MCS及质粒图谱 |
附录6. 载体构建流程(图谱) |
致谢 |
四、6个植物MARs序列的ARS功能鉴定与分析(论文参考文献)
- [1]萝藦科药用植物DNA条形码鉴定和分子系统学研究[D]. 顾哲. 北京协和医学院, 2021
- [2]甘蓝型油菜氮素利用基因网络的构建及候选基因筛选[D]. 李鹏锋. 西南大学, 2021(01)
- [3]白桦BpSPL6和BpSPL2基因在不定根发生中的功能研究[D]. 李豆. 东北林业大学, 2021(08)
- [4]鹅掌楸属基因组演化及其花色变异遗传基础研究[D]. 郝兆东. 南京林业大学, 2020(01)
- [5]盐胁迫条件下陆地棉活性氧代谢相关基因的功能研究[D]. 王维. 山东农业大学, 2019(01)
- [6]酿酒酵母ARS305侧翼序列对其自主复制活性的影响[J]. 李珺,张启声,王馨,赵秀娟,蔡禄. 湖北农业科学, 2013(19)
- [7]酿酒酵母ARS侧翼序列对其复制活性的影响[D]. 张启声. 内蒙古科技大学, 2013(05)
- [8]甜瓜果实发育相关基因的鉴定、表达特性及功能分析[D]. 高峰. 内蒙古大学, 2013(11)
- [9]酿酒酵母ARS305两侧序列对其复制活性的影响[D]. 王馨. 内蒙古科技大学, 2012(05)
- [10]几个水稻MAR序列的筛选及其初步分析[D]. 武建伟. 福建农林大学, 2012(05)