马铃薯StGRAS基因家族鉴定与StGAI基因克隆及其遗传转化

2020-12-02阅读(704)

论文摘要

GRAS蛋白是一类高等植物所特有的转录因子,其在植物茎的伸长、根的形态发育、种子的休眠、花的发育、光响应途径以及激素调控方面都有广泛的参与。目前对GRAS转录因子只在模式植物拟南芥中进行了深入的研究。在玉米、水稻、番茄、松树和葡萄几个物种中都鉴定出了GRAS基因家族以及对单个基因的功能进行了初步验证。本试验以马铃薯栽培种“费乌瑞它”为试验材料,通过生物信息学的方法在马铃薯中鉴定了StGRAS转录因子家族,通过实时荧光定量（qRT-PCR）技术分析了部分家族基因在不同组织中的表达量和不同激素诱导下的表达量;利用PCR技术克隆了一个与赤霉素信号通路相关的基因StGAI基因,构建过表达载体和干扰表达载体进行农杆菌介导的马铃薯遗传转化。研究结果如下:1.利用生物信息学的方法在马铃薯栽培种“费乌瑞它”中鉴定了52个马铃薯StGRAS转录因子,并分析发现马铃薯StGRAS基因大部分含有一个外显子,几乎90%的基因为单外显子基因,所有基因分布在12条染色体上。StGRAS蛋白一般由300800个氨基酸组成,利用进化树分析发现52个马铃薯StGRAS基因可以分为八个亚家族。2.利用PCR技术从马铃薯中克隆到了StGAI基因,该基因属于StGRAS基因家族的DELLA亚家族。基因全长2293 bp,位于11号染色体上,其CDS区长1767bp,编码588个氨基酸残基。3.将PCR克隆到的马铃薯StGAI基因与植物表达载体pBI121,构建了过表达载体。通过WMD3在线网站设计人工miRNA干扰表达载体前体引物,利用重叠PCR技术获得人工miRNA前体片段。构建了干扰表达载体。利用农杆菌介导的遗传转化获得过表达和干扰表达转基因植株。4.利用GA3对非转基因植株和转基因植株进行处理利用qRT-PCR分析发现两者之中马铃薯StGAI基因在048 h内表达量呈上升趋势。分析发现过表达转基因植株中StGAI基因的表达量在各个时间段均高于非转基因,干扰表达转基因植株StGAI基因表达量均低于非转基因植株。

论文目录

摘要

ABSTRACT

缩略语表

第一章文献综述

1.1 马铃薯休眠机制研究

1.2 植物转录因子

1.3 GRAS转录因子研究进展

1.3.1 GRAS转录因子的结构和特点

1.3.2 GRAS转录因子的功能

1.3.3 GRAS转录因子对信号通路的调节

1.3.4 GRAS转录因子对植物激素GA的调控

1.4 研究目的与意义

第二章马铃薯St GRAS基因家族的鉴定

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 材料处理

2.2.2 马铃薯GRAS基因的筛选

2.2.3 马铃薯GRAS基因的定位及命名

2.2.4 马铃薯GRAS基因的进化分析

2.2.5 马铃薯GRAS基因结构与功能分析

2.2.6 马铃薯GRAS基因表达量分析

2.3 结果与分析

2.3.1 马铃薯GRAS转录因子家族的鉴定

2.3.2 马铃薯GRAS基因的定位及命名

2.3.3 马铃薯GRAS基因的进化分析

2.3.4 stu-miR171 对马铃薯GRAS基因的调控

2.3.5 马铃薯GRAS基因与拟南芥共线性分析

2.3.6 马铃薯GRAS基因结构分析

2.3.7 马铃薯GRAS基因的GO分析

2.3.8 马铃薯GRAS基因在不同组织中的表达分析

2.3.9 马铃薯GRAS基因在不同胁迫下的表达量的分析

2.4 讨论

第三章马铃薯St GAI基因的克隆与转化

3.1 前言

3.2 材料

3.2.1 试验材料

3.2.2 菌株和载体

3.2.3 工具酶和试剂

3.3 方法

3.3.1 试验材料及处理

3.3.2 马铃薯StGAI基因序列分析

3.3.3 马铃薯StGAI基因的克隆

3.3.4 马铃薯StGAI基因表达载体构建

3.3.5 马铃薯StGAI基因的遗传转化

3.3.6 马铃薯转基因植株的PCR检测

3.4 结果与分析

3.4.1 马铃薯StGAI基因的生物信息学分析

3.4.2 不同植物GAI基因的进化分析

3.4.3 不同植物间蛋白质保守结构分析

3.4.4 马铃薯StGAI基因的启动子区分析

3.4.5 马铃薯StGAI基因的克隆

3.4.6 马铃薯StGAI基因过表达载体的构建

3.4.7 马铃薯StGAI基因过的遗传转化

3.4.8 马铃薯转基因植株的PCR检测

3.4.9 马铃薯StGAI基因表达量的分析

3.5 讨论

第四章马铃薯St GAI基因人工mi RNA干扰表达载体构建

4.1 材料

4.1.1 试验材料

4.1.2 菌株与载体

4.2 方法

4.2.1 pRS3000 质粒提取

4.2.2 人工miRNA前体片段引物设计

4.2.3 人工miRNA前体片段的克隆

4.2.4 人工miRNA表达载体的构建

4.2.5 马铃薯的遗传转化

4.2.6 转基因马铃薯植株的PCR检测

4.3 结果与分析

4.3.1 马铃薯人工miRNA前体片段的扩增

4.3.2 马铃薯人工miRNA干扰表达载体的构建

4.3.3 马铃薯遗传转化

4.3.4 转基因植株的PCR检测

4.3.5 转基因马铃薯StGAI基因表达量分析

4.4 讨论

第五章结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

附录1

附录2

附录3

附录4

附录5

致谢

作者介绍

导师简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王树林

导师: 司怀军

关键词: 马铃薯,基因鉴定,转录因子,基因

来源: 甘肃农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,生物学,农作物

单位: 甘肃农业大学

分类号: Q943.2;S532

DOI: 10.27025/d.cnki.ggsnu.2019.000193

总页数: 74

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