一、亚麻转基因技术研究的进展及存在的问题(论文文献综述)
刘华[1](2021)在《亚麻LuFAD2和LuFAD3基因在种子油脂积累中的功能分析》文中进行了进一步梳理亚麻(Linum usitatissimum)是一种重要的二倍体油料作物。亚麻油富含以α-亚麻酸为主的ω-3系不饱和脂肪酸。在植物细胞中,脂肪酸去饱和酶FAD2和FAD3的作用分别是催化油酸转化为亚油酸和亚油酸转化为亚麻酸。目前已知亚麻FAD2和FAD3均具有去饱和功能,但是对其基因不同拷贝的生物学功能异同尚不明确。因此,本研究从亚麻品种“陇亚10号”中分别克隆了LuFAD2基因的5个拷贝和LuFAD3基因的3个拷贝,利用农杆菌介导法获得了LuFAD2和LuFAD3各个拷贝的拟南芥转基因株系,比较分析了各个拷贝在种子油脂积累中的功能异同,并初步探究了LuFAD2A和LuFAD3A调节植物响应低温的机制。本论文主要结果如下:(1)氨基酸序列分析表明,拟南芥AtFAD2和5个LuFAD2拷贝编码的蛋白均具有三个高度保守的组氨酸基序;在C端,LuFAD2A和LuFAD2-1与AtFAD2氨基酸序列均含有相同的内质网信号基序,且氨基酸序列相似性分别为76.2%和76.4%;5个LuFAD2蛋白之间,LuFAD2A与LuFAD2-1的相似性最高(87.0%)。AtFAD3与3个LuFAD3拷贝编码的蛋白也都具有三个高度保守的组氨酸基序及相同的内质网信号基序;3个LuFAD3蛋白与AtFAD3的氨基酸序列相似性分别为65.9%,66.4%和66.9%。其中,LuFAD3A与LuFAD3B的氨基酸序列相似性最高,达94.1%。系统进化分析表明LuFAD2A与LuFAD2-1的遗传距离最近,LuFAD3A与LuFAD3B的遗传距离最近。此外,亚细胞定位结果表明,AtFAD2与5个LuFAD2拷贝编码蛋白,AtFAD3与3个LuFAD3拷贝编码蛋白均特异性地定位在烟草叶片核膜和细胞膜上。这些结果表明,AtFAD2与LuFAD2不同拷贝间,AtFAD3与LuFAD3不同拷贝间的生物学功能可能是相对保守的。(2)在拟南芥野生型(Col-0)背景下,过表达LuFAD2基因的5个拷贝均没有改变种子形态(长度、宽度、重量和种皮颜色),但都能促进亚油酸的生物合成,其中LuFAD2A对亚油酸积累的影响最为显着。这表明LuFAD2A在亚油酸的生物合成中起主要作用。(3)在拟南芥突变体(fad3-8)背景下,过表达LuFAD3基因的3个拷贝均没有改变种子形态(长度、宽度、重量和种皮颜色),但都可部分恢复突变体种子中亚麻酸的含量,其中LuFAD3A能够更显着地回补突变体亚麻酸含量低的表型。由此说明LuFAD3A在亚麻酸的生物合成中起主要作用。(4)将LuFAD2A和LuFAD3A过表达株系进行杂交,获得两者同时过表达的植株。经脂肪酸含量检测可知,共过表达植株种子中各个脂肪酸组分含量均得到显着升高,其中亚油酸和亚麻酸含量升高的最为显着。因此,共过表达LuFAD2A和LuFAD3A能够更有利于拟南芥种子脂肪酸的积累,尤其是不饱和脂肪酸。(5)检测LuFAD2A和LuFAD3A对植物响应低温胁迫的影响,结果发现,低温(4℃)处理后,fad3-8突变体叶片颜色比Col-0、LuFAD2A和LuFAD3A转基因植株深,花青素含量检测结果也表明在正常温度(22℃)下,四个株系叶片中的花青素含量无显着性差异,低温处理后fad3-8叶片中花青素含量显着高于Col-0、LuFAD2A和LuFAD3A转基因植株。同时,LuFAD3A和LuFAD2A转基因植株叶片中茉莉酸含量增加的比例均显着高于Col-0和fad3-8突变体,其中LuFAD3A转基因株系中茉莉酸含量增加的比例最高。叶片脂肪酸含量检测结果也显示,低温处理后,各个株系的不饱和脂肪酸比例均有所降低,LuFAD3A转基因株系叶片中茉莉酸合成前体亚麻酸的含量显着高于Col-0和fad3-8突变体。由此表明,LuFAD2A和LuFAD3A主要通过促进茉莉酸的生物合成来响应低温,并不是不饱和脂肪酸。确切地说,亚麻酸含量充足时植物可能主要通过增加茉莉酸的含量响应低温,反之则以提高花青素含量的方式响应低温。综上所述,本文比较研究了亚麻LuFAD2和LuFAD3基因不同拷贝在种子油脂积累中的功能,同时,也分析了LuFAD2A和LuFAD3A对植物响应低温胁迫的影响。该研究结果不仅有助于揭示油料作物油脂积累的分子调控机制,而且也为油料作物育种的靶向基因工程提供基因资源。
金玉环[2](2021)在《新疆荒漠环境典型短命植物小鼠耳芥(Arabidopsis pumila)快速生长与耐逆性机制》文中进行了进一步梳理近年来气候变化导致极端天气增多,全球人口不断增长给农业生产带来了前所未有的挑战,粮食安全是国家安全的重要基础。作物遗传改良能够促进粮食和营养安全,已经成为科学家关注的重要问题之一,但目前作物育种策略缺少足够的效率,还难以满足短期或长期的粮食生产需求,需要将传统育种、现代生物技术、基因组学研究与“speed breeding”(加速育种)相结合加速作物改良进程,帮助我们应对100亿人口粮食需求的挑战。基因组学能最大限度地发挥资源的有效利用、多样性、粮食产量和安全方面的作用,但需要在基因组和农艺性状水平上对尽可能多的种质资源进行鉴定,从而发掘和鉴定更多优良的基因资源将来应用于作物遗传改良。边际土地是保障我国粮食安全的战略后备耕地资源,我国新疆有3075.2万亩的边际土地,盐碱、沙性和干旱是主要的障碍因素。短命植物在新疆边际土地中广泛分布,起着防风固沙、保持水土、改善微生境、保护周边农田免受沙害等起着重要作用,因此对新疆尤其早春农业生物和生态环境的保护作出了重要贡献。开展短命植物适应环境的分子水平机理研究,为更好的合理利用和保护短命植物资源提供科学依据和理论支持,对未来作物育种、边缘土地的开发利用等有着重要的意义。小鼠耳芥(Arabidopsis pumila)是生长在古尔班通古特沙漠南缘荒漠地带的十字花科植物,表现出快速开花结果、结实量大、光合效率高和耐盐抗寒的特点,蕴藏着丰富的抗性基因资源。本论文研究以小鼠耳芥为研究材料,从生理与细胞水平、分子生物学角度等建立生物学研究体系,结合RNA-seq技术等层面探索其适应特殊生境的机制及抗性基因挖掘和育种利用价值。本论文研究主要研究内容和结果如下:1.小鼠耳芥组织培养与遗传转化体系的建立首先开展了组织培养实验,以幼嫩的根、下胚轴、叶片和叶柄为外植体,有效地在诱导培养基上诱导出愈伤组织和多个不定芽。诱导培养基为添加0.5 mg/L 6-苄氨基腺嘌呤和0.1 mg/L萘乙酸的MS培养基。在同一培养基上,幼根、下胚轴、叶片和叶柄均可诱导愈伤组织,其中,幼根诱导率最高。进一步以生长4周龄幼苗的叶片和叶柄为外植体,以小鼠耳芥Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthetase 1)基因P5CS1为目的基因,潮霉素B为筛选抗生素,采用外植体预培养、感染、共培养等程序,研究了农杆菌GV3101介导的遗传转化方法。结果表明小鼠耳芥幼根、下胚轴、叶片和叶柄四种外植体均可以诱导形成愈伤和不定芽,其中,根外植体的愈伤组织诱导率最高,而下胚轴的愈伤组织诱导率最低。对叶片和叶柄进行农杆菌侵染,发现侵染所需最适宜的农杆菌浓度与侵染时间均不同,但在适宜浓度的农杆菌侵染下,都可以形成愈伤和不定芽。进一步运用花序侵染法对小鼠耳芥花序进行农杆菌侵染发现,在一定时间范围内适当延长侵染时间,可提高农杆菌的转化效率,当花序侵染时间为30 s时,筛选效率可以达到0.67%。2.筛选合适的内参基因合适的内参基因是实时荧光定量PCR(qRT-PCR)精确分析基因表达的重要前提,本研究鉴定了ACT1、ACT2、ALDH、EF1B、GAPDH、HAF1、LOS1、UBC35、UBQ9和UEP共10个候选内参基因,选择编码钾离子吸收渗透酶的KUP9作为验证基因。对小鼠耳芥进行了干旱、热激、冷和盐四种非生物胁迫,分别在0、3、6、12、24和48 h取样,以及七个不同的组织:根、下胚轴、子叶、莲座叶、茎、花和长角果,提取所有样品的RNA进行qRT-PCR试验。实验数据利用ge Norm、Norm Finder、Bestkeeper和Ref Finder 4个软件对10个内参基因的表达稳定性进行分析。综合排名表明:(1)不同组织中,合适的内参基因是ACT1和GAPDH;(2)10%PEG6000处理下,合适的内参基因是HAF1和UEP;(3)250 m M Na Cl胁迫处理,合适的内参基因是GAPDH和ACT1;(4)低温(4℃)胁迫处理,合适的内参基因是GAPDH和UBC35;(5)在高温(40℃)胁迫处理,合适的内参基因的是GAPDH和UBQ9。综合来看GAPDH和UBQ9是所有样本中最合适的内参基因组合。KUP9基因的表达特征进一步验证了筛选出的合适内参基因的稳定性,说明筛选的内参基因适合于基因表达的标准化。3.不同生长发育时期的RNA-seq分析小鼠耳芥在早春萌发以后迅速生长,统计自然生境下小鼠耳芥整个生长周期的表型变化。结果发现,萌发后一个月内株高和叶片数增加最明显,特别在抽薹期(Growth Stage 1,GS1)、始花期(GS2)、结荚期1(GS3)、结荚期2(GS4)、结荚期3(GS5)这5个时期表现出快速生长发育。半个月内形成幼苗到成苗的转变,从营养生长到开花结果、以及果荚增长的形态变化。接着选取GS1、GS2、GS3、GS4和GS5共5个生长时期的叶片开展RNA-seq分析。构建15个文库,测序产生694,576,138条raw reads和660,395,266条clean reads,总测序量达到99.06 G;相关系数和主成分分析发现,GS1与GS2这两个时期差异不显着,并且差异基因个数最少,其余组间差异非常显着。五个生长发育时期共鉴出29,994个差异表达基因。GO和KEGG富集分析,结果发现大多差异基因富集在光合作用、核糖体、生理节律、α-亚麻酸的新陈代谢、氧化磷酸化、类黄酮生物合成和芥子油苷生物合成等通路。其中GS3与GS2,GS4与GS3,GS4与GS4时期相比,生理节律相关的差异表达基因个数分别为24、27和24个;CO、GI和FT等15个光周期开花通路相关基因差异表达变化非常明显。此外,GO富集分析发现KT/HAK/KUP基因家族在整个结荚期明显富集,暗示它们在小鼠耳芥的生长发育调控中起着重要作用。4.钾离子转运蛋白KT/HAK/KUP基因家族的全基因组鉴定与分析利用小鼠耳芥全基因组序列鉴定出26个KUP基因,并从琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)、叶芽鼠耳芥(Arabidopsis helleri)、盐芥(Eutrema salsugineum)和亚麻荠(Camelina sativa)等4种十字花科植物中分别鉴定了14、14、16和40个KUP基因,系统进化分析表明123个KUP基因分为4个亚组。物种内共线性分析表明小鼠耳芥KUP的复制基因以全基因组复制(WGD)/片段重复方式为主,纯化选择是该家族基因进化的主要动力。利用15个组织的RNA-seq数据分析表明,超过1/3的基因成员在幼根中高表达,其次是种子和果柄组织。5个不同生长时期的RNA-seq数据分析表明,很多KUP成员参与植株快速生长,在结荚期(GS4和GS5)明显上调表达,表明该家族成员可能在植株增高和发育调控过程中起到非常重要的作用。qRT-PCR分析ApKUP基因响应逆境胁迫的表达特征,结果表明:(1)ApKUP基因表达明显响应高盐(250 m M Na Cl)、干旱(10%PEG6000)、低温(4℃)和高温(40℃)胁迫,表现出复杂的变化特征;(2)缺钾时,除Ap HAK5、ApKUP1.2和ApKUP6.1上调表达,其余ApKUP基因成员下调表达;(3)50μmo/L的茉莉酸甲酯(Me JA)和1μmo/L的脱落酸(ABA)显着影响ApKUP家族在根中的表达水平;(4)1μmo/L甲基紫精(MV)胁迫显着影响ApKUP在根和子叶中的表达水平。胁迫表达结果表明,ApKUP基因的表达积极响应非生物胁迫,但是不同复制基因对之间存在表达差异,说明KUP基因在进化中具有功能上的保守和分化。综合起来,本研究建立了小鼠耳芥遗传转化方法,筛选出了用于qRT-PCR实验的内参基因;以RNA-seq为基础挖掘了小鼠耳芥转录水平上参与生长调控的差异表达基因及代谢通路,如光合作用和生理节律,以及多个耐逆相关基因,如P5CS和KUP基因家族成员。发现这些基因在生长发育过程中快速响应逆境胁迫而上调表达,可能是赋予小鼠耳芥适应新疆荒漠环境快速开花成熟的适应性机制。本研究建立的研究系统为突破边际土地的改良工程体系与农作物育种技术体系提供理论参考,挖掘的基因资源可用于植物的抗性基因工程育种,为加快作物育种策略提供理论基础,为研究和开发更多短命植物资源提供思路,将来为新疆农业生物环境的改良和作物的遗传改良做出贡献。
鲍亚宁[3](2020)在《高温下亚麻纤维发育相关转录组及生长素信号相关基因的研究》文中研究指明亚麻是一种重要的全球经济作物,具有优良特性和多种商业用途,已广泛用作纤维、食用油、药物、饲料和复合材料。近年来频繁发生的极端气候(包括高温)对农作物生产威胁越来越大,亚麻为喜凉作物,其茎的解剖结构和纤维形成受高温影响严重。而目前高温对亚麻纤维发育影响的分子机制研究鲜有报道。本研究结合二代高通量转录组测序和三代全长转录组测序技术,探究高温胁迫对亚麻纤维发育的影响,在此基础上,对亚麻生长素早期响应的LusSAUR和LusGH3基因家族、生长素运输载体LusA UX/LAX和LusPIN基因家族进行全基因组鉴定和表达模式分析。本研究主要内容和结果如下:1.高温胁迫下,分别在亚麻茎上、中、下三个部位取茎皮组织(分别代表纤维发育的三个不同时期)进行二代与三代转录组测序分析,其中HT处理与CK在茎皮上部、中部和下部差异表达基因数目分别为:2889、3131和5244。GO富集分析揭示:高温胁迫下,茎皮上部差异表达基因主要富集于通过苯丙烷生物合成过程/木质素的生物合成路径;茎皮中部差异表达基因主要富集在水解酶/半乳糖苷酶活性/β-半乳糖苷酶活性路径;茎皮下部差异表达基因主要与纤维素合成相关。我们调查了与细胞壁合成相关差异表达的基因,这些基因在纤维不同发育时期的表达模式差异很大,总体来看,高温胁迫下CesA、SUS、BGAL、PEL、PAL、GAD、LAC等基因均表达下调,大部分XTH、EXP、PME、CCoAOMT基因表达下调。此外,高温胁迫下,生长素响应基因SA UR、ARF、AMX/IAA以及生长素运输载体AUX/LAX、PIN基因差异表达,大多数基因在亚麻纤维发育不同的阶段表达保持一致上调或下调,其中2个SAUR基因、4个ARF基因、3个AUX/A4基因、1个AUX/LAX基因表达下调;3个SAUR基因、3个ARF基因、2个AUX/AA基因、1个AULAX基因和4个PIN基因均表达上调。这可能是在高温胁迫下,茎皮中、下部的韧皮部厚度、纤维细胞横切面积、纤维细胞壁厚度、茎横切面纤维细胞个数等显着低于对照,最终成熟纤维的纤维素含量显着低于对照,果胶含量显着高于对照的原因。基于以上分析和酸生长学说,我们推测亚麻生长素早期响应基因和生长素运输载体基因可能在亚麻抵御高温胁迫或在纤维发育过程中起重要作用,由此进行了后续研究。2.对亚麻SA UR和GH3基因进行全基因组鉴定,共鉴定到86个LusSAUR基因和10个LusGH3基因。对LusSAUR和LusGH3基因家族进行生物信息学分析,并通过公开的基因芯片数据和本研究的转录组数据,获得这些基因在不同组织和高温胁迫下的表达模式,从中选择在茎皮组织相对表达量较高或响应高温胁迫的基因,例如:LusSA UR9、12、15、18、35、39、50、72、73、83等基因。通过qRT-PCR获得它们在激素处理(IAA,MeJA,ABA,SA)和非生物胁迫(PEG,NaCl,CdCl2)下,在根、茎、叶组织中的基因表达模式。结果表明,IAA处理亚麻幼苗时,LusSA UR和LusGH3基因可以在短时间内响应生长素,表达迅速上调,并且LusSAUR基因在不同组织中响应激素处理和非生物胁迫。由此推测LusSAUR9、18、73、83基因在亚麻纤维发育、应对高温胁迫、激素处理和其它非生物胁迫过程中发挥重要作用,可作为候选基因进行后续研究。3.通过对亚麻A UX/LAX和PIN基因家族进行全基因组鉴定和分析,共鉴定到8个A UX/LAX基因和8个PIN基因。对LusAULAX和LusPIN基因家族进行生物信息分析,并通过公开的亚麻不同组织的基因芯片数据和本研究的转录组数据对LusAULAX和LusPIN基因的表达模式进行分析,由此推测LusAU/Xla、LusAUX1b、LusLAX1a、LusLAX1b、LusPIN1和LusPIN3基因可能在亚麻韧皮部纤维发育过程中发挥作用,LusLAXlb、LusPIN3、LusPIN5a和LusPIN5b基因在亚麻的茎皮组织响应高温胁迫。此外,LusLAX1a、LusLAX1b、LusLAX3b等3个基因存在可变剪切。LusAUX1a基因在拟南芥中异源表达后,转基因拟南芥发芽7 d的幼苗主根显着长于WT,对开花期拟南芥茎横切面细胞学分析发现,在茎上部和下部转基因拟南芥皮层细胞数量多于WT;在茎下部,转基因拟南芥维管束内细胞数增多。通过VIGS技术在亚麻中对LusPIN5a基因进行沉默,茎横切面细胞学分析表明,LusPIN5a基因的沉默影响了亚麻木质部细胞的形态和排列,并且韧皮部纤维细胞出现了大小不均一且细胞个数增多的表型。
胡华冉[4](2019)在《工业大麻耐盐候选基因GDH2和NACs的克隆及功能分析》文中进行了进一步梳理盐害是影响植物生长发育和全球农业产量的一种主要的非生物胁迫,因此植物的耐盐性机制研究成为当今全球关注的热点之一。工业大麻(Cannabis sartiva L.)是极具潜力的经济作物,研究其耐盐机理对改良和提高大麻耐盐性具有重要理论与实践意义。目前,NAC转录因子被证实响应植物盐胁迫,而谷氨酸脱氢酶(GDH)是植物体内一种重要的胁迫应答酶。基于实验室前期研究工作,从大麻盐胁迫转录组数据库筛选了被证实参与逆境响应通路且表达上调的4个候选基因,分别命名为CsGDH2,CsN4C1,CsA4 C2,CsNAC3。本论文在探索大麻组培体系的基础上,克隆了这4个基因的全长序列,进行了生物信息学分析;同时筛选内参基因研究其时空表达特征;构建了原核表达载体及RNAi、过表达载体,将过表达载体分别转化烟草和拟南芥,初步分析了这4个盐胁迫应答基因的功能;主要结果如下:(1)基因的半定量和定量表达分析表明,4个候选基因在根和叶中的表达量随盐浓度、胁迫时间的变化而不同。CsGDH2基因在叶中的表达量总体高于根部;200 mM NaCl胁迫下,CsNAC1基因在根部的表达量高于叶片,而CsNA C2和CsNA C3基因则相反。此外,CsGDH2、CsNA C3基因的表达量随胁迫时间的增加而增加,但CsNA Cl、CsNA C2呈现出先增后降的趋势。(2)构建的CsGDH2和CsNAC基因原核表达载体pEASY-Blunt E1,经盐胁迫诱导出大量目的蛋白。初步认为该4个基因在参与大麻耐盐碱调控方面做出了一定的贡献。(3)从大麻中克隆得到谷氨酸脱氢酶2基因(CsGDH2)cDNA片段,其序列全长1730bp,开放阅读框1236 bp,编码411个氨基酸,包含一个谷氨酸脱氢酶保守结构域;比较了与CsGDH2氨基酸序列同源性90%以上的物种,系统进化树显示,CsGDH2与桑树亲缘关系最近,而与南瓜、苦瓜的亲缘关系最远。克隆了 CsNAC1、CsN4 C2、CsN4 C3的cDNA 全长,分别为 888 bp、864bp、1059 bp,分别编码295、287和352个氨基酸;经保守结构域和同源序列比对发现它们编码的蛋白质均具有NAM结构域,且CsNA C1和CsNA C2属于NAC家族的ATAF亚族,CsNA C3则属于AtNAC3亚族。比较了与CsAAC氨基酸序列同源性90%以上的物种,系统进化树提示,CsNA Cs与苎麻、山黄麻及蓖麻的亲缘关系最近。4个基因编码的亲水性蛋白质的等电点、脂溶系数、不稳定系数等理化性质各不相同。(4)构建了这4个盐胁迫相关基因的RNAi和过表达载体,通过叶盘法和花序侵染法分别转入烟草和拟南芥:①CsGDH2转基因烟草经盐处理后的谷氨酸脱氢酶活性、SOD活性、叶绿素含量、可溶性糖含量显着高于野生型,丙二醛含量显着低于野生型。②CsNAC1、CsNAC3转基因烟草的相对电导率和SOD活性都显着高于野生型,而这两项生理指标在CsNA C2转基因烟草中则与野生型无明显差异;3个基因的转基因烟草植株的叶绿素含量和可溶性糖含量均显着高于野生型;CsNAC1和CsNA C3转基因植株的MDA含量显着低于野生型,而CsNAC2转基因植株无显着变化。③CsGDH2、CsN4 C2和CsNAC3(CsN4C1基因侵染未获得转基因材料)的转基因拟南芥种子在盐胁迫下的发芽率显着高于野生型,说明耐盐性提高。综上所述,CsGDH2、CsNAC1和CsN4C3的过量表达,能显着提高烟草转基因植株的耐盐性,而CsNAC2基因的功能尚难确定。(5)对于’云麻1号’,用于叶片愈伤组织诱导的最适培养基为:0.4 mg/L TDZ+0.1 mg/L NAA+MS+8g琼脂+30g糖:该品种叶片再生的潮霉素筛选压为2 mg/L,头孢霉素筛选压为0.2 g/L。
李杨,姜恭好,张倩,段海燕[5](2016)在《in planta法在亚麻转基因中的应用》文中研究表明为了建立简单快速、高效稳定的亚麻遗传转化体系,本试验用亚麻的种子胚作为外植体,采用原位转化(in planta)法对亚麻转基因的试验条件(预培养时间、共培养时间、As浓度、silwett浓度和抽真空时间)进行了系统优化。结果确定最佳组合为:预培养时间8 h,共培养时间72 h,As浓度100μmol/L,silwett浓度0.1%,抽真空时间5 min。摸索适宜的草丁膦最低致死剂量用于亚麻转化植株的抗药性筛选,并对存活的植株进行PCR鉴定,成功获得转基因阳性植株。本研究实现了in planta技术在亚麻种子胚的转基因体系优化,有较大的实际应用价值。
邓欣,陈信波,邱财生,龙松华,郭媛,郝冬梅,王玉富[6](2015)在《我国亚麻种质资源研究与利用概述》文中提出亚麻是重要的多用途作物,其综合利用价值非常高,我国是亚麻加工和产品出口大国,随着亚麻生产的发展,对优异亚麻资源的需求越来越大,亚麻种质的研究和利用已成为推动亚麻产业发展的重要因素。本文分别从亚麻种质资源的种类及分布、我国亚麻种质资源收集与保存、鉴定与评价、利用与创新等方面进行综述,并提出了现有研究的不足和建议,以期为促进我国亚麻种质资源创新和亚麻属作物的研究提供参考。
郝冬梅,邱财生,龙松华,郭媛,邓欣,王玉富[7](2015)在《中国亚麻分子生物学研究进展与建议》文中进行了进一步梳理为了促进中国亚麻分子生物学研究的发展,总结了中国亚麻DNA提取、基因克隆与转化、分子标记、分子身份证、遗传多样性分析、遗传图谱构建等方面的研究进展。提出了上述各方面存在的分子标记开发较少,目的基因及可用的性状标记缺乏,分子遗传图谱覆盖基因组范围较小,有关栽培的分子生物学方面的研究比较少,满足不了育种、栽培以及种质资源分类等相关研究要求等一系列问题。针对存在的问题提出了5点建设性建议,以期为中国亚麻分子生物学研究与发展提供参考。
乔瑞清,龙松华,邓欣,邱财生,郭媛,郝冬梅,王玉富[8](2013)在《亚麻分子生物学研究进展》文中研究指明亚麻是我国重要的纺织工业原料及油料作物,发展亚麻种植及加工业具有广阔的前景。随着分子生物学技术的发展和应用,亚麻在分子标记、遗传图谱构建、转基因育种、蛋白质组学等方面都取得了大量成果,为亚麻的种质创新和优质高产抗逆新品种的选育奠定了基础。本文主要从以上几个方面展开综述,探讨近年来亚麻的分子生物学研究进展。
乔瑞清[9](2013)在《亚麻木质素合成关键酶基因的全长克隆及遗传转化》文中提出亚麻是我国重要的经济作物,其纤维是重要的纺织原料。在纺织工业中,木质素是脱胶工艺和纺织品质量的制约因子,且去除木质素过程中的废水造成严重的环境污染。因此,利用基因工程手段降低木质素含量或改变其组分,从原料上解决造纸及纺织业的污染问题,已成为国内外研究的热点之一。本研究克隆了亚麻木质素合成关键酶基因COMT和4CL的全长序列,并利用生物信息学对其进行分析;利用构建的亚麻COMT基因的RNA干扰载体,进行了农杆菌介导的亚麻下胚轴遗传转化研究,取得的主要结果如下:(1)根据已知的亚麻COMT和4CL基因片段设计引物,采用RACE法分别获得该基因cDNA全长序列。将COMT和4CL基因的全长序列在GenBank中登录,获得登录号分别为KC832864和KC832865。COMT的cDNA全长序列为1726bp,含有1104bp完整的开放阅读框。在GenBank中亚麻COMT与其他物种(赤桉、银合欢等)的COMT序列具有较高的同源性;COMT编码的蛋白质相对分子量为40KD;等电点pI为5.7;含有最多的氨基酸是亮氨酸;蛋白质二级结构中主要是α-螺旋;三级结构预测与二级结构预测结果一致,利用MEGA4.0构建的亚麻COMT与其他物种的系统进化树中,亚麻与赤桉的亲缘关系最近。4CL的cDNA全长序列为1957bp,含有1650bp完整的开放阅读框。Blast分析结果表明,在GenBank中亚麻4CL与其他物种(欧洲花楸、盐芥、沙梨等)的4CL序列具有较高的同源性。4CL编码的蛋白质相对分子量为60KD;等电点pI为5.3;含有最多的氨基酸是亮氨酸;蛋白质二级结构中主要是无规则卷曲。三级结构预测与二级结构预测结果一致,利用MEGA4.0构建的亚麻与其他物种的系统进化树中,亚麻与盐芥的亲缘关系最近。(2)亚麻木质素合成关键酶基因的遗传转化研究利用木质素合成关键酶基因COMT的RNA干扰载体,通过农杆菌介导法转化亚麻下胚轴,优化了亚麻品种派克斯的遗传转化体系。优化后的亚麻遗传转化体系为:使用MS1培养基作为遗传转化的基本培养基;取对数生长期的菌液在含AS的YEP培养基(不含抗生素)中活化6h;下胚轴预培养3d,在OD600值为0.50.8的菌液中侵染30min;共培养基中添加AS;共培养4d,共培养温度20℃;延迟6d进行选择培养;脱菌抗生素选用氨苄青霉素,使用浓度300mg/L;选择标记抗生素为潮霉素,愈伤形成及分化时使用浓度为25mg/L,生根时使用浓度为9mg/L;筛选培养基中添加5mg/L的AgNO3可以明显降低下胚轴的褐化率。(3)再生苗的检测对获得的再生苗进行了GUS检测和PCR检测。通过GUS染色再生苗的叶片呈现蓝色,PCR扩增出目的条带,说明目的基因已整合到亚麻基因组中。
郭永霞[10](2012)在《利用转基因及染色体加倍技术培育亚麻新种质》文中研究说明亚麻(Linumusitatissimum L.)是我国重要的经济作物,油用亚麻是一种重要的油料作物,纤用亚麻是重要天然纤维的来源。我国的亚麻产量和质量水平与发达国家相比有很大的差距,其原因是多方面的,而主要原因之一还是亚麻品种相对比较落后。因此进行品种改良是我国亚麻科研工作的重要内容。本试验通过农杆菌介导的方法将抗非生物胁迫基因At NDPK2导入到亚麻基因组中、通过染色体加倍技术对亚麻进行四倍体的诱导,培育亚麻新种质,进而为培育高产优质的亚麻新品种奠定基础。主要研究结果如下:1. 亚麻无菌快速繁殖体系的建立:双亚7号和晋亚7号两个亚麻品种的最佳消毒方式是氯气(100m LNa Cl O和4m L浓HCl反应生成)在密闭容器内处理24h;双亚7号亚麻的发芽培养基为MSB;最佳继代增殖培养基为MSB+6-BA 1.486 mg·L-1+IAA 0.293 mg·L-1+KT0.223 mg·L-1,增殖系数达到13.15;组培苗最佳伸长生长培养基为MSB+6-BA 0.1 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1;最适生根培养基为MSB+IAA 0.01 mg·L-1,平均生根数为20.6条,生根率达到100%。晋亚7号亚麻的发芽培养基为MS;茎尖最佳继代增殖培养基为MS+6-BA 0.56 mg·L-1+NAA 0.41 mg·L-1,增殖系数为6.80;下胚轴最佳继代增殖培养基为MS+6-BA 1.17mg·L-1+NAA 0.20 mg·L-1,增殖系数为5.29;组培苗最佳伸长生长培养基为MSB+6-BA 0.1 mg·L-1+IBA 0.1 mg·L-1;最适生根培养基为1/2MS+IAA 0.01 mg·L-1,平均生根数为15.6条,生根率达到100%。2.亚麻转At NDPK2基因及转基因愈伤的耐胁迫分析:通过对影响遗传转化的各种因素进行筛选,得到亚麻稳定的遗传转化体系为:将双亚7号和晋亚7号培养5d苗龄的亚麻,下胚轴切成0.5cm左右,放在预培养培养基中预培养2d后,取出放于OD 0.6-0.8的农杆菌菌液中摇动10-15min。然后用灭过菌的滤纸吸干下胚轴表面的农杆菌,置于不含抗生素的共培养基上共培养3d,共培养结束后将下胚轴转入含50 mg·L-1G418和300 mg·L-1Cef的下胚轴分化增殖的筛选培养基中。当培养30d左右,下胚轴大部分形成的愈伤组织及分化的小芽死亡,只有少数的小芽能够继续存活,将抗性小芽转接到芽伸长培养基中培养,抗性小芽长高,将其分成单株接种到加有50 mg·L-1的G418生根培养基中,10d左右能长出大约15条/株的根,形成抗性植株;对转基因愈伤组织进行了初步的耐胁迫分析,结果表明:Na Cl和甘露醇胁迫后对转基因和非转基因愈伤组织均产生一定的伤害,但是转基因的受损伤程度要低于非转基因的。3.利用染色体加倍技术诱导亚麻多倍体:采用秋水仙碱浸泡双亚7号亚麻无菌种子和无菌苗茎尖的方法进行诱导,首先通过单因素试验筛选出各处理因素的范围,然后通过正交试验设计进行各处理因素的最佳条件的筛选。结果表明:处理亚麻无菌种子的方法进行诱导的最佳条件为:种子在水中萌动时间为36h,秋水仙碱溶液处理浓度为0.075%,处理时间为24h,变异率为40.7%。处理无菌苗茎尖的方法进行诱导的最佳条件为:在无菌苗培养8d时,取茎尖用浓度为0.10%秋水仙碱溶液处理,处理时间为18h,变异率为48.7%;对诱导后肉眼观察有变异的植株取根尖进行染色体的检测,结果发现染色体数目均为2n=4x=64;通过对外部形态的观察发现四倍体的茎比二倍体的粗壮,叶片较二倍体厚,颜色较二倍体稍深,表面较二倍体略显粗糙,通过生根后对根的观察发现四倍体的根较二倍体的粗壮,根条数比二倍体的要少。
二、亚麻转基因技术研究的进展及存在的问题(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、亚麻转基因技术研究的进展及存在的问题(论文提纲范文)
(1)亚麻LuFAD2和LuFAD3基因在种子油脂积累中的功能分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 油料作物亚麻概况 |
1.2 模式植物拟南芥概况 |
1.3 植物油脂概述 |
1.4 植物油脂合成过程 |
1.4.1 脂肪酸的合成 |
1.4.2 脂肪酸的修饰 |
1.4.3 三酰甘油的生物合成 |
1.5 影响油脂合成的因素 |
1.5.1 结构基因 |
1.5.2 转录因子 |
1.5.3 植物激素 |
1.5.4 环境因子 |
1.6 植物脂肪酸去饱和酶研究现状 |
1.6.1 FAD2 研究现状 |
1.6.2 FAD3 研究现状 |
1.7 本研究的目的与意义 |
第二章 试验材料与方法 |
2.1 试验材料与培养条件 |
2.2 引物设计 |
2.3 RNA提取与cDNA合成 |
2.4 基因克隆与植物表达载体构建 |
2.4.1 目的基因的克隆 |
2.4.2 PCR产物的回收纯化 |
2.4.3 载体的酶切与同源重组 |
2.4.4 大肠杆菌的热击转化 |
2.4.5 菌落PCR鉴定 |
2.4.6 质粒提取 |
2.4.7 热击法转化农杆菌 |
2.5 蛋白的亚细胞定位 |
2.6 拟南芥转基因植株筛选和鉴定 |
2.6.1 拟南芥的遗传转化 |
2.6.2 拟南芥转基因株系的筛选与鉴定 |
2.7 叶片含水量和花青素含量测定 |
2.8 茉莉酸含量测定 |
2.9 叶片和种子脂肪酸组分含量测定 |
第三章 结果与分析 |
3.1 LuFAD2和LuFAD3 的序列分析 |
3.2 LuFAD2和LuFAD3 的亚细胞定位 |
3.3 LuFAD2 转基因株系的筛选与鉴定 |
3.4 LuFAD2 基因不同拷贝对拟南芥种子发育的影响 |
3.5 LuFAD3 转基因株系的筛选与鉴定 |
3.6 LuFAD3 基因不同拷贝对拟南芥种子发育的影响 |
3.7 LuFAD2A和 LuFAD3A共表达对脂肪酸含量的影响 |
3.8 低温处理前后转基因植株生理指标的变化 |
3.9 低温处理前后转基因植株叶片脂肪酸含量的变化 |
第四章 讨论 |
4.1 LuFAD2和LuFAD3 基因不同拷贝的功能存在差异 |
4.2 LuFAD2A和 LuFAD3A协调植物对低温的响应 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论和创新点 |
5.1.1 结论 |
5.1.2 创新点 |
5.2 展望 |
附录 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(2)新疆荒漠环境典型短命植物小鼠耳芥(Arabidopsis pumila)快速生长与耐逆性机制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要缩略词 |
第一章 绪论 |
1 引言 |
2 国内外研究现状 |
2.1 我国粮食生产面临的主要问题 |
2.1.1 粮食生产和安全所面临的问题 |
2.1.2 未来我国提高粮食生产的方法 |
2.1.3 新疆农业生产的资源优势及面临的问题 |
2.1.4 农业生产与育种的“卡脖子”问题 |
2.2 新疆短命植物的研究进展 |
2.2.1 新疆短命植物资源 |
2.2.2 短命植物研究进展 |
2.3 植物应答环境的发育机制 |
2.3.1 植物的生长发育 |
2.3.2 钾离子对植物生长发育的影响 |
2.3.3 KT/HAK/KUP钾离子转运蛋白家族 |
2.3.4 植物响应盐胁迫的分子机制研究 |
2.4 小鼠耳芥研究进展 |
3 研究目的和意义 |
4 技术路线 |
第二章 小鼠耳芥遗传转化体系的建立 |
1 材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 试剂和培养基配制 |
1.3 实验方法 |
2 结果与分析 |
2.1 小鼠耳芥全基因组中鉴定出4 个ApP5CS基因 |
2.2 ApP5CS基因在小鼠耳芥不同组织中的表达特征 |
2.3 ApP5CS响应逆境胁迫的表达特征 |
2.4 ApP5CS1.1 基因的克隆和构建过表达载体 |
2.5 小鼠耳芥四种不同外植体的再生诱导 |
2.6 建立组织培养遗传转化体系 |
2.7 阳性植株鉴定和ApP5CS1.1 基因表达分析 |
2.8 小鼠耳芥花序侵染遗传转化方法的建立 |
3 讨论 |
4 本章小结 |
第三章 小鼠耳芥基因表达分析内参基因的鉴定 |
1 材料与方法 |
1.1 材料和试剂 |
1.2 实验方法 |
2 结果与分析 |
2.1 候选内参基因和靶基因的扩增特异性和扩增效率 |
2.2 候选内参基因的表达分析 |
2.3 候选内参基因表达稳定性分析 |
3 讨论 |
4 本章小结 |
第四章 小鼠耳芥不同生长发育时期的转录组测序 |
1 材料与方法 |
1.1 所用试剂 |
1.2 样品统计和收集 |
1.3 RNA-seq文库准备 |
1.4 数据分析 |
2 结果与分析 |
2.1 小鼠耳芥快速生长时期的变化分析 |
2.2 转录组数据统计 |
2.3 转录组与参考基因组比对 |
2.4 基因表达定量 |
2.5 差异基因统计 |
2.6 差异基因富集分析 |
3 讨论 |
4 本章小结 |
第五章 小鼠耳芥钾转运蛋白KT/HAK/KUP基因家族的鉴定及响应非生物胁迫的表达特征 |
1 材料与方法 |
1.1 小鼠耳芥KT/HAK/KUP基因家族同源序列搜索鉴定 |
1.2 系统进化分析 |
1.3 染色体位置和共线分析 |
1.4 基因结构和蛋白质保守结构域分析 |
1.5 不同组织转录组数据库 |
1.6 不同生长发育时期转录组数据库 |
1.7 盐胁迫转录组数据库 |
1.8 茉莉酸甲酯、脱落酸和甲基紫精胁迫处理和取样 |
1.9 缺钾、干旱和极端温度胁迫处理和取样 |
1.10 RNA提取、反转录和q RT分析 |
2 结果分析 |
2.1 KT/HAK/KUP基因家族的鉴定及命名 |
2.2 系统进化分析 |
2.3 基因家族复制分析 |
2.4 基因结构、保守结构域和启动子分析 |
2.5 染色体定位和共线分析 |
2.6 ApKUP基因在不同组织中的表达分析 |
2.7 ApKUP基因在不同发育时期的表达分析 |
2.8 ApKUP基因在盐胁迫下的表达分析 |
2.9 ApKUP基因在MeJA(50μmo/L)胁迫下的表达分析 |
2.10 ApKUP基因在甲基紫精(MV,1 μmo/L)胁迫下的表达分析 |
2.11 ApKUP基因在ABA(1μmo/L)胁迫下的表达分析 |
2.12 ApKUP基因在10%PEG6000 胁迫下的表达分析 |
2.13 ApKUP基因在缺钾胁迫下的表达分析 |
2.14 ApKUP基因在高低温胁迫下的表达分析 |
3 讨论 |
4 本章小结 |
第六章 研究结论、创新点和展望 |
1 结论 |
2 创新点 |
3 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
导师评阅表 |
(3)高温下亚麻纤维发育相关转录组及生长素信号相关基因的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
1前言 |
1.1 亚麻简介 |
1.2 亚麻纤维发育研究进展 |
1.2.1 亚麻纤维组分及纤维细胞分化与发育 |
1.2.2 亚麻纤维发育相关的分子机制的研究进展 |
1.2.3 亚麻组学及QTL(Quantitative Trait Loci)定位研究 |
1.3 亚麻遗传转化研究进展 |
1.3.1 亚麻遗传转化体系 |
1.3.2 病毒诱导的基因沉默技术在亚麻研究中的应用 |
1.4 高温与纤维发育研究进展 |
1.4.1 高温对细胞壁结构的影响 |
1.4.2 高温对纤维发育的影响 |
1.5 生长素信号通路相关基因的研究进展 |
1.5.1 生长素早期响应基因研究进展 |
1.5.2 生长素运输载体基因研究进展 |
1.6 本研究的目的和意义 |
2 材料和方法 |
2.1 实验材料和处理 |
2.2 亚麻茎横切组织切片观察 |
2.3 亚麻脱胶及纤维化学成分的测定 |
2.4 转录组分析 |
2.4.1 文库构建及测序 |
2.4.2 测序数据质量评估 |
2.4.3 二代、三代转录组测序结合无参分析流程 |
2.4.4 基因功能注释及表达量分析 |
2.4.5 基因差异表达分析和差异表达基因富集分析 |
2.4.6 基因结构分析 |
2.4.7 共表达网络分析 |
2.5 qRT-PCR验证基因表达模式 |
2.6 基因家族成员的鉴定 |
2.7 基因家族的生物信息学分析 |
2.7.1 蛋白理化性质及亚细胞定位预测 |
2.7.2 系统发育分析 |
2.7.3 基因结构和氨基酸序列保守结构域分析 |
2.7.4 蛋白同一性分析及蛋白序列比对 |
2.7.5 顺式作用元件分析 |
2.7.6 染色体分布 |
2.8 基因的表达分析 |
2.8.1 植物材料和处理 |
2.8.2 RNA提取和qRT-PCR分析 |
2.8.3 公共数据库中基因的表达 |
2.9 载体构建和转化 |
2.9.1 载体构建 |
2.9.2 拟南芥花序侵染 |
2.9.3 病毒介导的基因沉默 |
2.10 拟南芥苗期根长的测定 |
2.11 拟南芥茎组织切片制作 |
3 结果与分析 |
3.1 高温对亚麻纤维的影响 |
3.2 转录组测序数据质量评估 |
3.2.1 RNASeq质量 |
3.2.2 qRT-PCR验证RNA-seq中的基因表达模式 |
3.3 基因功能注释 |
3.4 基于三代全长转录组的基因结构分析 |
3.4.1 可变剪切分析 |
3.4.2 融合基因分析 |
3.4.3 基因结构优化分析 |
3.5 差异表达及富集分析 |
3.5.1 差异表达基因聚类分析 |
3.5.2 组间差异表达基因分析 |
3.5.3 差异表达基因GO富集分析 |
3.5.4 WGCNA分析 |
3.6 高温对纤维发育相关基因的影响 |
3.6.1 高温抑制与纤维素合成相关基因的表达 |
3.6.2 高温对半纤维素合成相关基因表达水平的影响 |
3.6.3 高温抑制与果胶降解相关基因的表达 |
3.6.4 高温对木质素合成相关基因表达水平的影响 |
3.6.5 高温抑制Expansin基因的表达 |
3.7 高温对生长素信号通路相关基因的影响 |
3.8 生长素早期响应基因LusSA UR和LusGH3 |
3.8.1 LusSAUR和LusGH3基因家族成员的鉴定 |
3.8.2 LusSAUR和LusGH3基因家族生物信息学分析 |
3.8.2.1 LusSAUR和LusGH3蛋白理化性质及亚细胞定位预测分析 |
3.8.2.2 LusSA UR和LusGH3基因系统发育分析 |
3.8.2.3 LusSAUR和LusGH3基因结构和氨基酸序列保守结构域分析 |
3.8.2.4 LusGH3蛋白序列比对及同一性分析 |
3.8.2.5 LusSAUR和LusGH3基因顺式作用元件分析 |
3.8.3 LusSAUR和LusGH3基因表达模式 |
3.8.3.1 LusSAUR和LusGH3基因在亚麻组织中的表达模式 |
3.8.3.2 高温胁迫下LusSA UR和LusGH3基因表达模式 |
3.8.3.3 IAA处理下LusSA UR和LusGH3基因表达分析 |
3.8.3.4 其它激素处理下LusSA UR基因表达模式分析 |
3.8.3.5 非生物胁迫下LusSA UR基因的表达模式分析 |
3.9 生长素运输载体基因LusA UX/LAX和LusPIN |
3.9.1 LusA UX/LAX和LusPIN基因家族的鉴定 |
3.9.2 LusA UX/LAX和LusPIN基因家族生物信息学分析 |
3.9.2.1 系统发育树分析 |
3.9.2.2 基因结构和氨基酸序列保守结构域分析 |
3.9.2.3 启动子顺式作用元件分析 |
3.9.3 LusAUX/LAX和LusPIN基因表达模式 |
3.9.4 LusPIN5a基因参与茎维管组织发育 |
3.9.5 LusAU1a基因在拟南芥异源表达表型分析 |
4 讨论 |
4.1 二代和三代转录组结合分析的优点 |
4.2 高温对纤维发育的影响 |
4.2.1 高温抑制纤维素生物合成 |
4.2.2 高温影响木质素生物合成 |
4.2.3 高温影响半纤维素生物合成 |
4.2.4 高温抑制果胶降解 |
4.2.5 高温影响纤维细胞大小 |
4.3 高温对纤维发育影响的模式推测 |
4.4 LusSA UR和LusGH3基因的特征和分析 |
4.5 LusSA UR和LusGH3基因的表达模式与潜在功能 |
4.6 LusA ULAX和LusPIN基因的表达模式 |
4.7 LusPIN5a基因功能分析 |
4.8 LusA UX1a基因功能分析 |
4.9 VIGS技术在亚麻中的应用 |
5 总结与展望 |
5.1 高温对亚麻纤维发育的转录调控网络 |
5.2 生长素通路基因功能验证 |
参考文献 |
附录 |
附录1 亚麻纤维化学成分测定方法 |
附录2 qRT-PCR验证RNA-seq的基因信息及引物 |
附录3 LusSA UR和LusGH3基因家族qRT-PCR使用引物信息 |
附录4 拟南芥种子消毒及阳性检测结果 |
附录5 GO/KEGG注释统计 |
附录6 转录组中与细胞壁相关差异表达基因详情 |
附录7 MElightcyan模块基因GO富集结果 |
附录8 在读期间研究成果 |
致谢 |
(4)工业大麻耐盐候选基因GDH2和NACs的克隆及功能分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 植物基因功能研究方法概述 |
1.1.1 RNA干扰与植物基因功能鉴定 |
1.1.1.1 RNA干扰的工作机制及特征 |
1.1.1.2 RNA干扰在植物上的应用 |
1.1.2 过表达与植物基因功能验证 |
1.1.3 转基因技术是基因功能验证(RNA干扰、过表达)的基础 |
1.1.4 根癌农杆菌介导的植物遗传转化研究进展 |
1.1.5 转基因植物的鉴定 |
1.1.6 转基因技术在植物上的应用 |
1.2 国内外植物耐盐基因研究现状和发展趋势 |
1.2.1 盐胁迫对植物生长和生理生化的影响 |
1.2.2 植物耐盐相关基因的功能研究进展 |
1.2.2.1 NAC家族基因的研究进展 |
1.2.2.2 谷氨酸脱氢酶(GDH)基因的研究进展 |
1.3 国内外麻类作物基因功能研究 |
1.3.1 盐对大麻的影响 |
1.3.2 麻类转基因研究 |
1.3.3 大麻的基因功能研究 |
1.4 论文研究的主要内容、目的及意义 |
1.4.1 研究目的和意义 |
1.4.2 主要内容 |
1.4.3 技术路线 |
第二章 工业大麻疑似耐盐基因表达分析 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 材料 |
2.2.2 方法 |
2.2.2.1 工业大麻的盐胁迫处理 |
2.2.2.2 RNA提取 |
2.2.2.3 cDNA第一链的合成 |
2.2.2.4 引物的扩增和验证 |
2.2.2.5 工业大麻疑似耐盐基因的表达分析 |
2.2.3 数据分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 RNA的提取 |
2.3.2 内参基因引物的扩增产物分析 |
2.3.3 内参基因引物表达的稳定性分析 |
2.3.4 内参基因在样品中的平均表达水平 |
2.3.5 候选内参基因在不同盐浓度下的相对表达量 |
2.3.6 内参基因的选择 |
2.3.6.1 geNorm分析 |
2.3.6.2 NormFinder分析 |
2.3.7 工业大麻疑似耐盐基因表达分析 |
2.3.7.1 工业大麻GDH2基因(CsGDH2)的表达分析 |
2.3.7.2 工业大麻NAC家族基因(CsNACs)的表达分析 |
2.4 讨论 |
2.4.1 内参基因的筛选 |
2.4.2 工业大麻疑似耐盐基因的时空表达 |
2.5 小结 |
第三章 工业大麻疑似耐盐基因的原核表达 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 pEASY-Blunt E1原核表达载体的构建 |
3.2.1.1 大麻cDNA的获得 |
3.2.1.2 引物设计及扩增 |
3.2.1.3 目的片断与pEASY-Blunt E1质粒的连接 |
3.2.1.4 转化及阳性克隆检测 |
3.2.2 原核表达SDS-PAGE检测 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 原核表达载体的构建 |
3.3.2 蛋白诱导表达 |
3.4 讨论 |
3.5 小结 |
第四章 工业大麻谷氨酸脱氢酶基因(CsGDH2)的克隆及功能分析 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 盐胁迫处理 |
4.2.2 NaCl对大麻谷氨酸脱氢酶活性的影响 |
4.2.3 总RNA提取及cDNA的合成 |
4.2.4 引物设计及基因克隆 |
4.2.4.1 过表达序列的引物设计及其克隆 |
4.2.4.2 RNAi序列的引物设计及干扰序列的克隆 |
4.2.5 生物信息学分析 |
4.2.6 CsGDH2表达载体的构建 |
4.2.6.1 过表达载体的构建及农杆菌转化 |
4.2.6.2 RNAi载体的构建及农杆菌转化 |
4.2.7 转化烟草及转基因苗的鉴定 |
4.2.7.1 过表达载体转化烟草 |
4.2.7.2 转基因阳性苗的初步筛选 |
4.2.7.3 转基因阳性苗的PCR鉴定 |
4.2.7.4 转基因烟草的耐盐性分析 |
4.2.8 过表达拟南芥株系的获得和鉴定 |
4.2.8.1 花序侵染法转化拟南芥 |
4.2.8.2 转基因植株筛选 |
4.2.8.3 RT-PCR分析转基因植株 |
4.2.8.4 种子萌发率测定 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 不同盐浓度对谷氨酸脱氢酶活性的影响 |
4.3.2 CsGDH2克隆 |
4.3.3 CsGDH2基因的生物信息学分析 |
4.3.3.1 理化性质 |
4.3.3.2 磷酸化位点和保守结构域分析保守结构域 |
4.3.3.3 亚细胞定位、信号肽和导肽、跨膜区分析 |
4.3.3.4 蛋白结构域分析 |
4.3.3.5 CsGDH2蛋白氨基酸序列的相似性和同源性 |
4.3.4 过表达载体的构建及农杆菌转化 |
4.3.5 RNAi载体的构建及农杆菌转化 |
4.3.5.1 RT-PCR扩增CsGDH2 RNAi片断 |
4.3.5.2 RNAi表达载体的构建 |
4.3.5.3 CsGDH2 RNAi载体直接导入农杆菌 |
4.3.6 农杆菌介导CsGDH2过表达载体转化烟草 |
4.3.6.1 CsGDH2基因转化烟草 |
4.3.6.2 PCR扩增检测转基因植株 |
4.3.7 CsGDH2基因过表达载体转化烟草的形态与生理 |
4.3.7.1 转基因烟草的形态 |
4.3.7.2 转基因烟草的生理指标 |
4.3.8 过表达拟南芥株系的筛选和鉴定 |
4.3.8.1 过表达拟南芥株系的筛选 |
4.3.8.2 RT-PCR鉴定过表达拟南芥株系 |
4.3.8.3 过表达拟南芥株系种子在盐胁迫下的萌发率 |
4.4 讨论 |
4.4.1 大麻GDH2基因的克隆 |
4.4.2 CsGDH2表达载体转化农杆菌 |
4.4.3 CsGDH2基因过表达对转基因苗的影响 |
4.5 小结 |
第五章 工业大麻NAC家族基因(CsNACs)的克隆及功能分析 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 材料与试剂 |
5.2.2 胁迫处理 |
5.2.3 总RNA提取及cDNA第一链合成 |
5.2.4 引物设计及基因克隆 |
5.2.4.1 过表达序列的引物设计及其克隆 |
5.2.4.2 RNAi序列的引物设计及干扰序列的克隆 |
5.2.5 生物信息学分析 |
5.2.6 CsNACs表达载体的构建 |
5.2.6.1 过表达载体的构建及农杆菌转化 |
5.2.6.2 CsNACs RNAi载体的构建及农杆菌转化 |
5.2.7 CSNACs转化烟草及转基因苗的鉴定 |
5.2.7.1 过表达载体转化烟草 |
5.2.7.2 转基因阳性苗的初步筛选 |
5.2.7.3 转基因阳性苗的PCR鉴定 |
5.2.7.4 转基因烟草的耐盐性分析 |
5.2.8 过表达拟南芥株系的获得和鉴定 |
5.2.8.1 花序侵染法转化拟南芥 |
5.2.8.2 转基因植株筛选 |
5.2.8.3 RT-PCR分析转基因植株 |
5.2.8.4 种子萌发率测定 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 CsNACs的克隆 |
5.3.2 CsNACs推测蛋白的结构及其特性分析 |
5.3.3 CsNACs蛋白氨基酸序列的进化树分析 |
5.3.4 CsNACs过表达载体的构建及农杆菌转化 |
5.3.5 RNAi载体的构建及农杆菌转化 |
5.3.5.1 RT-PCR扩增CsNACs的RNAi片断 |
5.3.5.2 RNAi载体构建 |
5.3.5.3 CsNACs的RNAi载体直接导入农杆菌 |
5.3.6 农杆菌介导CsNACs过表达载体转化烟草 |
5.3.6.1 CsNACs转化烟草 |
5.3.6.2 PCR扩增检测转基因植株 |
5.3.7 CsNACs过表达载体转化烟草的形态与生理 |
5.3.7.1 转基因烟草的形态 |
5.3.7.2 转基因烟草的生理指标 |
5.3.8 CsAACs过表达拟南芥株系的筛选和鉴定 |
5.3.8.1 过表达拟南芥株系的筛选 |
5.3.8.2 RT-PCR鉴定过表达拟南芥株系 |
5.3.8.3 过表达拟南芥株系种子在盐胁迫下的萌发率 |
5.4 讨论 |
5.4.1 NAC家族基因的生物信息学分析 |
5.4.2 NAC转录因子家族及其功能 |
5.4.3 大麻NAC基因(CsNA Cs)的功能研究 |
5.5 小结 |
第六章 大麻组培技术初步探索 |
6.1 引言 |
6.2 试验材料 |
6.2.1 弱毒苗的获得 |
6.2.2 无菌苗的获得方式 |
6.2.3 外植体的获取及愈伤、芽分化诱导 |
6.2.4 大麻外植体抗生素敏感性试验初步探索 |
6.3 结果 |
6.3.1 无菌苗的获取 |
6.3.2 不同外植体愈伤和芽分化诱导 |
6.3.2.1 以下胚轴作为外植体的愈伤诱导 |
6.3.2.2 以叶片作为外植体的愈伤诱导 |
6.3.2.3 不同激素配比对芽分化诱导的影响 |
6.3.2.4 最佳诱导愈伤培养基对茎尖愈伤诱导的影响 |
6.3.3 头孢霉素(Cef)对大麻叶片愈伤组织诱导的影响 |
6.3.4 潮霉素(Hyg)对大麻叶片愈伤组织诱导的影响 |
6.4 讨论 |
6.5 小结 |
第七章 全文结论与论文创新性分析 |
7.1 全文结论 |
7.2 论文创新性 |
参考文献 |
攻读博士学位期间完成的科研成果 |
缩略词 |
致谢 |
(5)in planta法在亚麻转基因中的应用(论文提纲范文)
0 引言 |
1 材料与方法 |
1.1 试验材料 |
1.2 除草剂最低致死浓度的筛选 |
1.3 种子胚原位转化 |
1.3.1工程菌液的制备 |
1.3.2 种子胚原位转化流程 |
1.3.3转化条件优化 |
1.4 转基因植株的鉴定 |
1.4.1 DNA的提取 |
1.4.2 PCR扩增及产物分析 |
2 结果与分析 |
2.1 草丁膦最低致死浓度筛选(苗期处理) |
2.2 种子胚原位转化的体系优化 |
2.3 转基因阳性植株的鉴定 |
3 结论与讨论 |
(6)我国亚麻种质资源研究与利用概述(论文提纲范文)
1 亚麻种质资源的种类与分布 |
2 我国亚麻种质资源的收集与保存 |
3 亚麻种质资源的鉴定评价 |
4 亚麻种质资源的创新 |
4. 1 有性杂交 |
4. 2 诱变创新 |
4. 3 单倍体利用 |
4. 4 不育种质的利用 |
4. 5 分子生物技术 |
5 存在的问题和建议 |
(7)中国亚麻分子生物学研究进展与建议(论文提纲范文)
0引言 |
1亚麻DNA提取 |
2亚麻转基因技术 |
3基因克隆 |
4亚麻分子标记 |
4.1RAPD标记 |
4.2SRAP标记 |
4.3SSR标记 |
4.4ISSR标记 |
4.5AFLP标记 |
5基于分子标记的多样性分析 |
6分子身份证 |
7分子遗传图谱 |
8存在的问题与建议 |
(8)亚麻分子生物学研究进展(论文提纲范文)
1 亚麻分子标记研究进展 |
1.1 RAPD标记技术 |
1.2 AFLP标记技术 |
1.3 SSR标记技术 |
1.4 SRAP标记技术 |
2 亚麻遗传连锁图谱构建 |
3 亚麻转基因技术 |
3.1 抗病基因遗传转化研究 |
3.2 抗除草剂基因遗传转化研究 |
3.3 改善纤维质量基因遗传转化研究 |
4 亚麻蛋白质组学研究 |
5 亚麻功能基因组研究 |
6 结语和展望 |
(9)亚麻木质素合成关键酶基因的全长克隆及遗传转化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 木质素生物合成 |
1.1.1 木质素的组成 |
1.1.2 木质素的生物合成途径 |
1.2 木质素生物合成调控研究进展 |
1.2.1 木质素总量的基因工程调控 |
1.2.2 木质素单体特异合成相关酶的调控 |
1.3 农杆菌介导的转基因技术 |
1.3.1 农杆菌转化的机理 |
1.3.2 农杆菌转化的优点 |
1.4 亚麻转基因技术研究进展 |
1.4.1 抗病基因遗传转化研究 |
1.4.2 抗除草剂基因遗传转化研究 |
1.4.3 改善纤维质量基因遗传转化研究 |
1.4.4 改善亚麻油质量基因遗传转化研究 |
1.5 研究的目的和意义 |
第二章 木质素合成关键酶基因的全长克隆 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 菌种与质粒 |
2.1.3 试验试剂 |
2.1.4 主要仪器设备 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 总 RNA 的提取 |
2.2.2 基因 COMT 的 5′RACE |
2.2.3 基因 COMT 的 3′RACE |
2.2.4 基因 COMT 全长拼接及测序 |
2.2.5 基因 4CL 的 5′RACE |
2.2.6 基因 4CL 的 3′RACE |
2.2.7 基因 4CL 的全长拼接及测序 |
2.2.8 序列分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 总 RNA 的提取 |
2.3.2 COMT 的 RACE 全长扩增 |
2.3.3 COMT 的序列分析 |
2.3.4 4CL 的 RACE 全长扩增 |
2.3.5 4CL 序列分析 |
2.4 讨论 |
2.4.1 关于总 RNA 的提取 |
2.4.2 COMT 和 4CL 的全长扩增和序列分析 |
第三章 木质素合成关键酶基因的遗传转化 |
3.1 试验材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 菌株和质粒 |
3.1.3 培养基 |
3.1.4 试剂 |
3.1.5 主要仪器 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 载体质粒的转化和检测 |
3.2.2 抗生素种类及浓度的确定 |
3.2.3 农杆菌介导的亚麻遗传转化基本步骤 |
3.2.4 农杆菌介导的亚麻遗传转化不同处理条件的研究 |
3.2.5 再生苗的检测 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 质粒的转化及 PCR 检测 |
3.3.2 亚麻遗传转化适宜的抗生素及浓度 |
3.3.3 亚麻遗传转化不同处理对转化的影响 |
3.3.4 再生苗的检测 |
3.4 讨论 |
3.4.1 抗生素种类及浓度的选择 |
3.4.2 农杆菌介导的亚麻遗传转化条件的研究 |
3.4.3 再生苗的 GUS 检测 |
第四章 全文结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(10)利用转基因及染色体加倍技术培育亚麻新种质(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 亚麻栽培类型、产品特点及应用 |
1.1.1 亚麻栽培类型 |
1.1.2 亚麻加工品的特点及应用 |
1.2 亚麻常规技术育种研究进展 |
1.2.1 引种 |
1.2.2 系统选种 |
1.2.3 杂交育种 |
1.3 亚麻生物技术育种研究进展 |
1.3.1 诱变育种 |
1.3.2 转基因育种 |
1.3.3 分子标记辅助选择育种 |
1.4 核苷二磷酸激酶 2(NDPK2)研究进展 |
1.5 亚麻育种研究存在的问题 |
1.5.1 亚麻种子繁育体系不健全 |
1.5.2 引种目的性不强,优质良种匮乏 |
1.5.3 品种繁育技术落后 |
1.5.4 育种周期较长 |
1.6 研究目的意义与技术路线 |
第二章 亚麻无菌快速繁殖体系的建立 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 种子消毒方法 |
2.1.3 双亚7号离体再生体系的建立 |
2.1.4 晋亚7号离体再生体系的建立 |
2.1.5 培养条件 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 不同的消毒方式对亚麻种子消毒效果的影响 |
2.2.2 双亚7号离体再生体系的建立 |
2.2.3 晋亚7号离体再生体系的建立 |
2.3 讨论 |
2.3.1 关于亚麻种子消毒方法的探讨 |
2.3.2 关于亚麻再生体系建立所需培养基、激素种类和浓度的探讨 |
2.3.3 关于试验设计的探讨 |
2.3.4 关于外植体基因型对再生体系的影响的探讨 |
第三章 亚麻转AtNDPK2基因及转基因愈伤组织耐胁迫的分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验植物材料及转化所需载体 |
3.1.2 主要抗生素溶液的配制及培养基 |
3.1.3 农杆菌菌种的活化和保存及侵染菌悬浮液的制备 |
3.1.4 头孢霉素Cef抑菌浓度的确定 |
3.1.5 头孢霉素对下胚轴分化增殖的影响 |
3.1.6 选择培养基中抗生素的种类和筛选浓度的确定 |
3.1.7 最佳预培养时间的确定 |
3.1.8 农杆菌侵染方式对转化的影响 |
3.1.9 最佳共培养时间的确定 |
3.1.10 AS对农杆菌转化的影响 |
3.1.11 农杆菌介导AtNDPK2基因的转化及植株再生 |
3.1.12 再生亚麻植株的分子生物学鉴定 |
3.1.13 愈伤组织对干旱和盐碱的忍耐性分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 头孢霉素Cef抑菌浓度的确定 |
3.2.2 头孢霉素对下胚轴分化增殖的影响 |
3.2.3 选择培养基中抗生素的种类和筛选浓度的确定 |
3.2.4 不同预培养时间对亚麻遗传转化的影响 |
3.2.5 农杆菌侵染方式对转化的影响 |
3.2.6 共培养时间对转化率的影响 |
3.2.7 AS对农杆菌转化率的影响 |
3.2.8 农杆菌介导AtNDPK2基因的转化及植株再生 |
3.2.9 亚麻抗性植株的PCR检测 |
3.2.10 愈伤组织对干旱和盐碱的忍耐性分析 |
3.3 讨论 |
3.3.1 抗生素对亚麻转化的影响 |
3.3.2 预培养时间对转化率的影响 |
3.3.3 共培养时间对转化率的影响 |
3.3.4 促转化物质对转化率的影响 |
3.3.5 转AtNDPK2基因愈伤组织对干旱和盐碱的忍耐性分析 |
第四章 利用染色体加倍技术诱导亚麻多倍体 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 亚麻种子消毒方法 |
4.1.3 四倍体诱导方法 |
4.1.4 四倍体的鉴定 |
4.1.5 四倍体植株的快速繁殖 |
4.1.6 四倍体植株生根 |
4.1.7 统计分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 不同方法诱导四倍体的效果研究 |
4.2.2 四倍体的鉴定 |
4.2.3 四倍体植株的快速繁殖 |
4.2.4 四倍体植株生根情况 |
4.3 讨论 |
4.3.1 多倍体的诱导方法的探讨 |
4.3.2 多倍体鉴定方法的探讨 |
4.3.3 化学诱变剂种类、使用浓度和时间的探讨 |
第五章 结语 |
5.1 主要结果 |
5.1.1 建立双亚7号和晋亚7号亚麻离体再生体系 |
5.1.2 亚麻转AtNDPK2基因及转基因愈伤组织耐胁迫的分析 |
5.1.3 利用染色体加倍技术诱导亚麻多倍体 |
5.2 本文的创新点 |
5.3 进一步的研究思路 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
作者简历 |
四、亚麻转基因技术研究的进展及存在的问题(论文参考文献)
- [1]亚麻LuFAD2和LuFAD3基因在种子油脂积累中的功能分析[D]. 刘华. 西北农林科技大学, 2021(01)
- [2]新疆荒漠环境典型短命植物小鼠耳芥(Arabidopsis pumila)快速生长与耐逆性机制[D]. 金玉环. 石河子大学, 2021(01)
- [3]高温下亚麻纤维发育相关转录组及生长素信号相关基因的研究[D]. 鲍亚宁. 华中农业大学, 2020
- [4]工业大麻耐盐候选基因GDH2和NACs的克隆及功能分析[D]. 胡华冉. 云南大学, 2019
- [5]in planta法在亚麻转基因中的应用[J]. 李杨,姜恭好,张倩,段海燕. 中国农学通报, 2016(09)
- [6]我国亚麻种质资源研究与利用概述[J]. 邓欣,陈信波,邱财生,龙松华,郭媛,郝冬梅,王玉富. 中国麻业科学, 2015(06)
- [7]中国亚麻分子生物学研究进展与建议[J]. 郝冬梅,邱财生,龙松华,郭媛,邓欣,王玉富. 中国农学通报, 2015(30)
- [8]亚麻分子生物学研究进展[J]. 乔瑞清,龙松华,邓欣,邱财生,郭媛,郝冬梅,王玉富. 中国麻业科学, 2013(05)
- [9]亚麻木质素合成关键酶基因的全长克隆及遗传转化[D]. 乔瑞清. 中国农业科学院, 2013(02)
- [10]利用转基因及染色体加倍技术培育亚麻新种质[D]. 郭永霞. 黑龙江八一农垦大学, 2012(01)