CYP450蛋白ES2調(diào)控水稻葉片衰老及高溫脅迫響應(yīng)機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2022-07-19 12:08
水稻(Oryza sativa)是我國(guó)重要的糧食作物,提高水稻產(chǎn)量以及培育優(yōu)質(zhì)品種對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義。葉片作為植物的六大器官之一,是植物進(jìn)行光合作用的主要源器官,因而,調(diào)控葉片適時(shí)衰老將極大影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從葉片到種子的遷移過(guò)程。葉片衰老是在細(xì)胞、組織、器官等水平共同協(xié)調(diào)的復(fù)雜有序過(guò)程,對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量以及品質(zhì)影響極大。因此,研究葉片衰老的分子機(jī)制無(wú)疑對(duì)提高水稻產(chǎn)量具有重要理論和實(shí)踐意義。本研究以甲基磺酸乙酯(EMS)誘變水稻秈稻品種蜀恢獲得的早衰材料es2為研究對(duì)象,通過(guò)圖位克隆的方法分離得到基因ES2,并對(duì)其進(jìn)行生理特征、生物信息學(xué)、基因功能研究。研究結(jié)果如下:1.突變體es2在三周左右開(kāi)始出現(xiàn)類病斑,病斑隨著生長(zhǎng)周期逐漸擴(kuò)大,并伴隨整個(gè)生長(zhǎng)周期;在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期,突變體表現(xiàn)出早于野生型衰老的現(xiàn)象;農(nóng)藝性狀考察發(fā)現(xiàn),突變體穗長(zhǎng)變小、一級(jí)分枝與二級(jí)分枝數(shù)目減少。葉綠素含量分析表明突變體中葉綠素含量顯著低于野生型,而且在突變體葉片中出現(xiàn)死亡細(xì)胞。2.通過(guò)圖位克隆發(fā)現(xiàn),突變體中ES2基因第二個(gè)外顯子缺失堿基135bp,導(dǎo)致45個(gè)氨基酸缺失,從而使蛋白功能發(fā)生變化。3.生物信息學(xué)分析表...
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
縮略詞表
第一章 緒論
1.1 植物衰老概述
1.1.1 植物衰老的生理變化特征
1.1.2 影響植物衰老的因素
1.1.3 植物衰老假說(shuō)
1.2 高溫脅迫
1.2.1 高溫脅迫概述
1.2.2 植物受到高溫脅迫生理變化特征
1.3 細(xì)胞色素P450
1.3.1 細(xì)胞色素P450生理生化特征
1.3.2 CYP450生物學(xué)功能
1.4 本研究的目的與意義
第二章 突變體es2的表型及生理分析
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 材料
2.1.2 試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料的種植
2.2.2 突變體es2的表型以及農(nóng)藝性狀考察
2.2.3 葉綠素含量的測(cè)定
2.2.4 突變體的細(xì)胞死亡檢測(cè)
2.3 結(jié)果分析
2.3.1 突變體es2形態(tài)特征分析
2.3.2 野生型與突變體葉綠素含量的差異
2.3.3 突變體細(xì)胞死亡檢測(cè)分析
2.4 討論與小結(jié)
第三章 ES2基因的圖位克隆
3.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.1.1 材料
3.1.2 試劑
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 DNA提取
3.2.2 PCR分析
3.2.3 RNA提取
3.2.4 cDNA合成
3.2.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析
3.2.6 ES2基因定位以及候選基因的測(cè)序
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 ES2基因的初定位
3.3.2 ES2基因的精細(xì)定位及候選基因的鑒定
3.4 討論與小結(jié)
第四章 ES2蛋白的生物信息學(xué)分析
4.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 ES2蛋白結(jié)構(gòu)分析
4.3.2 ES2蛋白的理化性質(zhì)分析
4.3.3 ES2系統(tǒng)進(jìn)化分析
4.3.4 基因ES2啟動(dòng)子生物信息分析
4.3.5 ES2基因組織譜表達(dá)分析
4.4 討論與小結(jié)
第五章 ES2基因功能分析
5.1 實(shí)驗(yàn)材料
5.1.1 材料
5.1.2 試劑
5.2 實(shí)驗(yàn)方法
5.2.1 抗氧化酶活性的測(cè)定
5.2.2 丙二醛MDA含量的測(cè)定
5.2.3 組織染色
5.2.4 熒光定量分析
5.2.5 高溫處理野生型與es2突變體
5.2.6 ES2基因過(guò)表達(dá)載體構(gòu)建
5.3 結(jié)果與分析
5.3.1 抗氧化酶活性分析
5.3.2 組織化學(xué)分析H_2O_2的積累
5.3.3 野生型與突變體es2中丙二醛含量差異分析
5.3.4 野生型與突變體中衰老基因差異表達(dá)分析
5.3.5 ES2相關(guān)的基因在野生型與突變體es2中差異表達(dá)分析
5.3.6 突變體es2的耐熱性分析
5.3.7 ES2基因的過(guò)表達(dá)載體構(gòu)建
5.4 討論與小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物細(xì)胞色素P450s及其在植物新陳代謝中的作用[J]. 李翔宇,王助乾,孫春玉,張美萍,王義. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(13)
[2]細(xì)胞色素P450CYP81A6基因在水稻中的表達(dá):組織特異性、蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位以及對(duì)除草劑的響應(yīng)(英文)[J]. Hai-ping LU,Martin EDWARDS,Qi-zhao WANG,Hai-jun ZHAO,Hao-wei FU,Jian-zhong HUANG,Angharad GATEHOUSE,Qing-yao SHU. Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology). 2015(02)
[3]植物衰老機(jī)理研究進(jìn)展探討[J]. 陳睿. 綠色科技. 2012(05)
[4]植物葉片衰老及調(diào)控[J]. 周峰,華春,王仁雷. 北方園藝. 2012(01)
[5]植物衰老的生理特征[J]. 林依倔,郝艷玲. 畜牧與飼料科學(xué). 2009(05)
[6]植物衰老中的編程性細(xì)胞死亡[J]. 李靜,沈法富,于東海. 植物學(xué)通報(bào). 2004(06)
[7]植物細(xì)胞色素P450[J]. 余小林,曹家樹(shù),崔輝梅,葉紈芝. 細(xì)胞生物學(xué)雜志. 2004(06)
[8]棉花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)關(guān)系研究[J]. 楊鐵鋼,談春松,郭紅霞. 中國(guó)棉花. 2003(07)
[9]活性氧的信號(hào)分子作用[J]. 王海濤,楊祥良,徐輝碧. 生命的化學(xué). 2001(01)
[10]植物衰老的分子機(jī)制及其調(diào)控[J]. 王樹(shù)鳳,鄭春明,徐禮根. 四川草原. 2000(04)
本文編號(hào):3663388
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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第一章 緒論
1.1 植物衰老概述
1.1.1 植物衰老的生理變化特征
1.1.2 影響植物衰老的因素
1.1.3 植物衰老假說(shuō)
1.2 高溫脅迫
1.2.1 高溫脅迫概述
1.2.2 植物受到高溫脅迫生理變化特征
1.3 細(xì)胞色素P450
1.3.1 細(xì)胞色素P450生理生化特征
1.3.2 CYP450生物學(xué)功能
1.4 本研究的目的與意義
第二章 突變體es2的表型及生理分析
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 材料
2.1.2 試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料的種植
2.2.2 突變體es2的表型以及農(nóng)藝性狀考察
2.2.3 葉綠素含量的測(cè)定
2.2.4 突變體的細(xì)胞死亡檢測(cè)
2.3 結(jié)果分析
2.3.1 突變體es2形態(tài)特征分析
2.3.2 野生型與突變體葉綠素含量的差異
2.3.3 突變體細(xì)胞死亡檢測(cè)分析
2.4 討論與小結(jié)
第三章 ES2基因的圖位克隆
3.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.1.1 材料
3.1.2 試劑
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 DNA提取
3.2.2 PCR分析
3.2.3 RNA提取
3.2.4 cDNA合成
3.2.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析
3.2.6 ES2基因定位以及候選基因的測(cè)序
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 ES2基因的初定位
3.3.2 ES2基因的精細(xì)定位及候選基因的鑒定
3.4 討論與小結(jié)
第四章 ES2蛋白的生物信息學(xué)分析
4.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 ES2蛋白結(jié)構(gòu)分析
4.3.2 ES2蛋白的理化性質(zhì)分析
4.3.3 ES2系統(tǒng)進(jìn)化分析
4.3.4 基因ES2啟動(dòng)子生物信息分析
4.3.5 ES2基因組織譜表達(dá)分析
4.4 討論與小結(jié)
第五章 ES2基因功能分析
5.1 實(shí)驗(yàn)材料
5.1.1 材料
5.1.2 試劑
5.2 實(shí)驗(yàn)方法
5.2.1 抗氧化酶活性的測(cè)定
5.2.2 丙二醛MDA含量的測(cè)定
5.2.3 組織染色
5.2.4 熒光定量分析
5.2.5 高溫處理野生型與es2突變體
5.2.6 ES2基因過(guò)表達(dá)載體構(gòu)建
5.3 結(jié)果與分析
5.3.1 抗氧化酶活性分析
5.3.2 組織化學(xué)分析H_2O_2的積累
5.3.3 野生型與突變體es2中丙二醛含量差異分析
5.3.4 野生型與突變體中衰老基因差異表達(dá)分析
5.3.5 ES2相關(guān)的基因在野生型與突變體es2中差異表達(dá)分析
5.3.6 突變體es2的耐熱性分析
5.3.7 ES2基因的過(guò)表達(dá)載體構(gòu)建
5.4 討論與小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物細(xì)胞色素P450s及其在植物新陳代謝中的作用[J]. 李翔宇,王助乾,孫春玉,張美萍,王義. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(13)
[2]細(xì)胞色素P450CYP81A6基因在水稻中的表達(dá):組織特異性、蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位以及對(duì)除草劑的響應(yīng)(英文)[J]. Hai-ping LU,Martin EDWARDS,Qi-zhao WANG,Hai-jun ZHAO,Hao-wei FU,Jian-zhong HUANG,Angharad GATEHOUSE,Qing-yao SHU. Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology). 2015(02)
[3]植物衰老機(jī)理研究進(jìn)展探討[J]. 陳睿. 綠色科技. 2012(05)
[4]植物葉片衰老及調(diào)控[J]. 周峰,華春,王仁雷. 北方園藝. 2012(01)
[5]植物衰老的生理特征[J]. 林依倔,郝艷玲. 畜牧與飼料科學(xué). 2009(05)
[6]植物衰老中的編程性細(xì)胞死亡[J]. 李靜,沈法富,于東海. 植物學(xué)通報(bào). 2004(06)
[7]植物細(xì)胞色素P450[J]. 余小林,曹家樹(shù),崔輝梅,葉紈芝. 細(xì)胞生物學(xué)雜志. 2004(06)
[8]棉花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)關(guān)系研究[J]. 楊鐵鋼,談春松,郭紅霞. 中國(guó)棉花. 2003(07)
[9]活性氧的信號(hào)分子作用[J]. 王海濤,楊祥良,徐輝碧. 生命的化學(xué). 2001(01)
[10]植物衰老的分子機(jī)制及其調(diào)控[J]. 王樹(shù)鳳,鄭春明,徐禮根. 四川草原. 2000(04)
本文編號(hào):3663388
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