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桑樹(shù)成花素FT基因瞬時(shí)表達(dá)體系構(gòu)建與功能研究

發(fā)布時(shí)間:2017-05-29 19:00

  本文關(guān)鍵詞:桑樹(shù)成花素FT基因瞬時(shí)表達(dá)體系構(gòu)建與功能研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


【摘要】:FT基因是開(kāi)花信號(hào)通路的促進(jìn)因子,是花發(fā)育通路的匯集點(diǎn),整合來(lái)自光周期、春化和自主等不同花發(fā)育通路的信號(hào),在高等植物花發(fā)育中發(fā)揮著重要作用。FT基因不僅調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變,還控制著植物的生長(zhǎng)節(jié)奏、生長(zhǎng)與休眠之間的轉(zhuǎn)換。桑樹(shù)從播種到開(kāi)花需要3-5年時(shí)間,這一漫長(zhǎng)幼年期是遺傳育種研究的最大障礙,同時(shí)也是影響早期桑果產(chǎn)量的主要因素。桑樹(shù)成花素FT(MaFT)家族基因的表達(dá)和功能調(diào)控模式,至今沒(méi)有研究報(bào)道。論文圍繞MaFT基因在瞬時(shí)表達(dá)和嫁接桑樹(shù)中及轉(zhuǎn)化進(jìn)擬南芥和苜蓿內(nèi)的功能展開(kāi)研究。本研究主要結(jié)果如下:1.構(gòu)建pET28a-FT原核表達(dá)載體表達(dá)FT蛋白,蛋白以包涵體形式存在;利用His標(biāo)簽純化蛋白,純化后蛋白通過(guò)尿素梯度法,經(jīng)透析膜進(jìn)行復(fù)性,復(fù)性蛋白與弗氏佐劑、弗氏不完全佐劑融合后免疫新西蘭家兔,4次免疫后,獲得1:512,000高效價(jià)抗體。2.構(gòu)建植物pBE2113-FT-GFP雙元表達(dá)載體,轉(zhuǎn)化入GV3101,LBA4404農(nóng)桿菌菌株內(nèi)。蘸花法轉(zhuǎn)染野生型擬南芥,通過(guò)卡那霉素抗性、RT-PCR、免疫蛋白印跡篩選出陽(yáng)性植株,得到轉(zhuǎn)基因擬南芥。結(jié)果發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)基因擬南芥比野生型擬南芥提早10d左右出現(xiàn)早花現(xiàn)象,且葉片數(shù)平均只有5片,而野生型擬南芥平均生長(zhǎng)出15個(gè)葉片時(shí)才開(kāi)花。試驗(yàn)結(jié)果表明,MaFT基因能夠促進(jìn)擬南芥提早開(kāi)花。3.將攜帶GUS的pBE2113質(zhì)粒轉(zhuǎn)化進(jìn)農(nóng)桿菌GV3101,LBA4404菌株內(nèi),通過(guò)優(yōu)化農(nóng)桿菌介導(dǎo)的瞬時(shí)表達(dá)體系,發(fā)現(xiàn)在桑葉內(nèi),GV3101農(nóng)桿菌菌株更適合進(jìn)行瞬時(shí)表達(dá);選用OD600分別0.5、1.0、1.7三個(gè)菌體濃度進(jìn)行瞬時(shí)表達(dá),發(fā)現(xiàn)農(nóng)桿菌菌體濃度對(duì)表達(dá)效率影響不大,最終選OD600為0.5作為瞬時(shí)表達(dá)的菌體濃度;比較不同基因型植株和葉片位置對(duì)瞬時(shí)表達(dá)的影響,結(jié)果表明:肉質(zhì)厚實(shí)的新鮮葉片比老葉片更利于瞬時(shí)表達(dá)效率的提高;組培苗和實(shí)生苗影響不大,選用幼齡期的實(shí)生苗作為表達(dá)對(duì)象。在桑樹(shù)葉片內(nèi)瞬時(shí)表達(dá)攜帶pBE2113-FT-GFP質(zhì)粒的農(nóng)桿菌菌株GV3101,倒置熒光顯微鏡觀察顯示,在桑樹(shù)葉片、葉柄,葉莖和頂芽?jī)?nèi)都發(fā)現(xiàn)有綠色熒光;實(shí)時(shí)定量PCR分析表明,瞬時(shí)表達(dá)后第4天葉片內(nèi)FT基因表達(dá)量最高,后逐漸下降;蛋白免疫印跡試驗(yàn)表明FT蛋白可以通過(guò)篩管從葉片傳導(dǎo)到頂芽?jī)?nèi)。4.為檢測(cè)桑樹(shù)FT基因的表達(dá)和FT蛋白的傳導(dǎo)規(guī)律,將1年生實(shí)生桑的枝條嫁接于20年生的植株上,實(shí)時(shí)定量PCR分析嫁接實(shí)生桑與同齡未嫁接實(shí)生桑葉片和頂芽?jī)?nèi)的FT在mRNA水平上的變化。結(jié)果表明,在同齡未嫁接實(shí)生桑葉片內(nèi)FT相對(duì)表達(dá)量低,而嫁接三個(gè)月后實(shí)生桑成熟葉片內(nèi)的FT相對(duì)表達(dá)量升高;嫁接一年后實(shí)生桑葉片內(nèi)FT的相對(duì)表達(dá)量是嫁接當(dāng)年的2倍,是同齡未嫁接實(shí)生桑相對(duì)表達(dá)量的3倍;兩年內(nèi)未嫁接實(shí)生桑葉片內(nèi)FT表達(dá)增加不明顯;免疫蛋白印跡試驗(yàn)表明,嫁接一年后,在嫁接實(shí)生桑頂芽?jī)?nèi)未檢測(cè)到FT蛋白,只在葉片內(nèi)檢測(cè)到FT蛋白。綜合qRT-PCR與Western blot結(jié)果分析,通過(guò)嫁接,成年桑樹(shù)內(nèi)的FT蛋白傳導(dǎo)進(jìn)嫁接的實(shí)生桑內(nèi),導(dǎo)致FT蛋白含量升高,表明桑樹(shù)FT蛋白主要在葉片內(nèi)表達(dá),FT蛋白可以從供體桑樹(shù)傳導(dǎo)到受體桑樹(shù)。5.優(yōu)化農(nóng)桿菌侵染法轉(zhuǎn)化苜蓿進(jìn)行穩(wěn)定表達(dá)的條件,得到在共培養(yǎng)時(shí)間3天,農(nóng)桿菌的濃度0.6,Kan的最適篩選壓為50 mg/L,Carb最適濃度為500 mg/L時(shí),苜蓿的轉(zhuǎn)化率最高。將桑樹(shù)FT基因轉(zhuǎn)化進(jìn)苜蓿內(nèi),獲得了抗性胚性愈傷組織。對(duì)誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗性胚狀體進(jìn)行了針對(duì)FT和GFP基因的PCR檢測(cè),篩選出陽(yáng)性胚狀體,證明FT及GFP基因已整合到了苜蓿基因組中。本研究對(duì)于認(rèn)識(shí)桑樹(shù)開(kāi)花調(diào)控分子機(jī)理、促進(jìn)桑果早期豐產(chǎn);調(diào)控開(kāi)花基因表達(dá);縮短童期,提早開(kāi)花;提高育種效率具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值。由于開(kāi)花時(shí)一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,受自身和外界環(huán)境及很多途徑的調(diào)控以及桑樹(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)方法的限制。我們的研究還處于起步狀態(tài),關(guān)于MaFT基因調(diào)控桑樹(shù)成花,休眠等方面的機(jī)制還有待于更深一步的研究。
【關(guān)鍵詞】:MaFT 桑樹(shù) 瞬時(shí)表達(dá) 擬南芥
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:Q943.2
【目錄】:
  • 摘要5-7
  • ABSTRACT7-14
  • 第一章 文獻(xiàn)綜述14-28
  • 1.1 高等植物成花研究概述14
  • 1.2 高等植物成花基因研究進(jìn)展14-18
  • 1.2.1 光周期途徑14-15
  • 1.2.2 春化途徑15-16
  • 1.2.3 自主途徑16-18
  • 1.3 FT基因研究進(jìn)展18-21
  • 1.3.1 FT基因的分子生物學(xué)和功能進(jìn)化18-19
  • 1.3.2 FT蛋白的作用模式19
  • 1.3.3 FT基因調(diào)控開(kāi)花過(guò)程19-21
  • 1.3.4 FT基因調(diào)控休眠過(guò)程21
  • 1.4 瞬時(shí)表達(dá)方法研究進(jìn)展21-26
  • 1.4.1 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的瞬時(shí)表達(dá)原理22
  • 1.4.2 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法22
  • 1.4.3 影響農(nóng)桿菌瞬時(shí)表達(dá)的因素22-25
  • 1.4.4 瞬時(shí)表達(dá)技術(shù)的應(yīng)用25-26
  • 1.5 本研究的選題依據(jù)與主要研究?jī)?nèi)容26-28
  • 1.5.1 選題依據(jù)26-27
  • 1.5.2 本研究的主要內(nèi)容27-28
  • 第二章 桑樹(shù)FT基因原核表達(dá)、蛋白純化及多克隆抗體的制備28-38
  • 2.1 材料28
  • 2.1.1 試驗(yàn)材料28
  • 2.1.2 試驗(yàn)儀器28
  • 2.2 方法28-32
  • 2.2.1 桑葉總RNA提取28
  • 2.2.2 FT片段的擴(kuò)增28-29
  • 2.2.3 重組載體的構(gòu)建29-31
  • 2.2.4 FT基因在大腸桿菌中的表達(dá)及表達(dá)產(chǎn)物的SDS-PAGE分析31
  • 2.2.5 重組蛋白的可溶性分析31
  • 2.2.6 包涵體純化及復(fù)性31
  • 2.2.7 多克隆抗體的制備31-32
  • 2.2.8 多克隆抗體的檢測(cè)32
  • 2.3 結(jié)果和分析32-36
  • 2.3.1 FT基因的PCR擴(kuò)增32
  • 2.3.2 FT基因的T克隆32-33
  • 2.3.3 FT基因原核表達(dá)載體的構(gòu)建及鑒定33-34
  • 2.3.4 表達(dá)產(chǎn)物的SDS-PAGE分析34
  • 2.3.5 重組蛋白的可溶性分析及包涵體的純化34-35
  • 2.3.6 純化后蛋白的復(fù)性35
  • 2.3.7 復(fù)性蛋白的濃度測(cè)定35
  • 2.3.8 多克隆抗體制備與ELISA檢測(cè)35-36
  • 2.4 討論36-37
  • 2.5 小結(jié)37-38
  • 第三章 pBE2113-FT-GFP 植物表達(dá)載體構(gòu)建及促進(jìn)擬南芥開(kāi)花功能的研究38-47
  • 3.1 試驗(yàn)材料與試劑38
  • 3.1.1 試驗(yàn)材料38
  • 3.1.2 試驗(yàn)儀器38
  • 3.2 試驗(yàn)方法38-41
  • 3.2.0 pBE2113-GFP載體構(gòu)建38-39
  • 3.2.1 pBE2113-FT-GFP載體構(gòu)建39
  • 3.2.2 農(nóng)桿菌感受態(tài)的制備及質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化39-40
  • 3.2.3 擬南芥的種植40
  • 3.2.4 轉(zhuǎn)染用農(nóng)桿菌的準(zhǔn)備40
  • 3.2.5 轉(zhuǎn)染擬南芥40
  • 3.2.6 轉(zhuǎn)基因擬南芥的篩選40
  • 3.2.7 轉(zhuǎn)基因擬南芥的RNA提取及RT-PCR檢測(cè)40-41
  • 3.2.8 轉(zhuǎn)基因擬南芥Western blot鑒定41
  • 3.2.9 轉(zhuǎn)基因擬南芥植株的表型分析41
  • 3.3 結(jié)果41-45
  • 3.3.1 GFP擴(kuò)增和pBE2113-GFP載體構(gòu)建41-42
  • 3.3.2 FT的擴(kuò)增42
  • 3.3.3 pBE2113-FT-GFP載體構(gòu)建42-43
  • 3.3.4 轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌的檢測(cè)43
  • 3.3.5 轉(zhuǎn)基因擬南芥的RT-PCR檢測(cè)43-44
  • 3.3.6 轉(zhuǎn)基因擬南芥Western blot檢測(cè)44-45
  • 3.3.7 擬南芥的抗性篩選45
  • 3.4 討論45-46
  • 3.5 小結(jié)46-47
  • 第四章 利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的瞬時(shí)表達(dá)體系研究FT的功能47-59
  • 4.1 材料與試劑47-48
  • 4.1.1 試驗(yàn)材料47
  • 4.1.2 試驗(yàn)所需溶液配制47-48
  • 4.1.3 試驗(yàn)儀器48
  • 4.2 試驗(yàn)方法48-51
  • 4.2.1 用于瞬時(shí)轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌的準(zhǔn)備48
  • 4.2.2 真空滲透法與注射器滲透法48
  • 4.2.3 GUS染色方法與GFP熒光觀察48-49
  • 4.2.4 瞬時(shí)表達(dá)條件的優(yōu)化49
  • 4.2.5 桑樹(shù)FT基因的瞬時(shí)表達(dá)49-51
  • 4.3 結(jié)果51-57
  • 4.3.1 不同的滲透方法對(duì)表達(dá)的影響51
  • 4.3.2 不同農(nóng)桿菌菌株對(duì)瞬時(shí)表達(dá)的影響51-52
  • 4.3.3 不同菌體濃度對(duì)表達(dá)量的影響52
  • 4.3.4 桑葉的生理狀態(tài)對(duì)瞬時(shí)表達(dá)的影響52-53
  • 4.3.5 不同桑樹(shù)品種對(duì)瞬時(shí)表達(dá)的影響53
  • 4.3.6 桑樹(shù)FT基因的瞬時(shí)表達(dá)53-55
  • 4.3.7 注射滲透后FT表達(dá)量的變化55-56
  • 4.3.8 RT-PCR檢測(cè)FT的表達(dá)56-57
  • 4.3.9 瞬時(shí)表達(dá)蛋白的檢測(cè)57
  • 4.4 討論57-58
  • 4.5 小結(jié)58-59
  • 第五章 FT蛋白在嫁接桑樹(shù)中的功能59-65
  • 5.1 材料與試劑59-60
  • 5.1.1 材料59
  • 5.1.2 試驗(yàn)試劑59
  • 5.1.3 試驗(yàn)儀器59-60
  • 5.2 試驗(yàn)方法60
  • 5.2.1 嫁接60
  • 5.2.2 總RNA提取60
  • 5.2.3 Real time PCR60
  • 5.2.4 蛋白提取60
  • 5.2.5 Western blot檢測(cè)FT蛋白60
  • 5.3 結(jié)果60-62
  • 5.3.1 Real-time PCR檢測(cè)嫁接前后FT表達(dá)量60-61
  • 5.3.2 桑樹(shù)葉片與頂芽?jī)?nèi)總蛋白的提取61-62
  • 5.3.3 FT蛋白的檢測(cè)62
  • 5.4 討論62-64
  • 5.5 小結(jié)64-65
  • 第六章 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的MAFT基因轉(zhuǎn)化紫花苜蓿的初步研究65-74
  • 6.1 材料與方法65
  • 6.1.1 試驗(yàn)材料65
  • 6.2 試驗(yàn)方法65-67
  • 6.2.1 受體植物材料的準(zhǔn)備65
  • 6.2.2 培養(yǎng)基中kan有效工作濃度的確定65
  • 6.2.3 培養(yǎng)基中抑菌抗生素種類(lèi)的確定65-66
  • 6.2.4 培養(yǎng)基中抑菌抗生素濃度的確定66
  • 6.2.5 侵染用農(nóng)桿菌菌液濃度的確定66
  • 6.2.6 農(nóng)桿菌共培養(yǎng)時(shí)間的確定66
  • 6.2.7 FT基因轉(zhuǎn)化苜蓿及轉(zhuǎn)基因植株鑒定66-67
  • 6.3 結(jié)果67-72
  • 6.3.1 卡那霉素濃度對(duì)愈傷組織形成的影響67-68
  • 6.3.2 抑菌抗生素種類(lèi)對(duì)愈傷組織形成的影響68
  • 6.3.3 抑菌抗生素濃度對(duì)農(nóng)桿菌的抑制作用68-69
  • 6.3.4 農(nóng)桿菌菌液濃度對(duì)愈傷組織形成的影響69-70
  • 6.3.5 共培養(yǎng)時(shí)間對(duì)愈傷組織生長(zhǎng)狀況的影響70
  • 6.3.6 目的基因FT對(duì)紫花苜蓿的轉(zhuǎn)化70-72
  • 6.4 討論72-73
  • 6.5 小結(jié)73-74
  • 第七章 總結(jié)74-75
  • 7.1 結(jié)論74
  • 7.2 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)74
  • 7.3 有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題74-75
  • 參考文獻(xiàn)75-87
  • 附錄87-102
  • 附錄一 試驗(yàn)溶液配制87-94
  • 附錄二 主要試驗(yàn)方法94-100
  • 附錄三 Q-PCR相關(guān)曲線100-102
  • 縮略詞102-103
  • 致謝103-104
  • 作者簡(jiǎn)介104

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3 王彥芹;用農(nóng)桿菌瞬時(shí)表達(dá)蛋白提高煙草原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化率的研究[D];石河子大學(xué);2005年

4 柳月英;人表皮生長(zhǎng)因子hEGF基因在煙草中瞬時(shí)表達(dá)的研究[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

5 陳宇;在煙草中瞬時(shí)表達(dá)人角質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng)因子-1(KGF1)[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

6 趙文婷;白木香原生質(zhì)體瞬時(shí)表達(dá)體系與植物MiRNA功能瞬時(shí)驗(yàn)證體系的建立[D];東北林業(yè)大學(xué);2013年

7 桑運(yùn)霞;旋轉(zhuǎn)振蕩培養(yǎng)CHO DG44細(xì)胞及瞬時(shí)表達(dá)重組sPDGFRα-Fc融合蛋白[D];暨南大學(xué);2010年

8 黃詩(shī)瑋;OsWRKY12啟動(dòng)子序列響應(yīng)SA、MeJA和ET應(yīng)答元件的鑒定[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

9 李亮;抗人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子單鏈抗體在煙草中的表達(dá)[D];東北師范大學(xué);2008年

10 樊磊;小菜蛾顆粒體病毒瞬時(shí)表達(dá)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建及其晚期表達(dá)因子在非受納細(xì)胞系Sf-9中的功能分析[D];華中師范大學(xué);2011年


  本文關(guān)鍵詞:桑樹(shù)成花素FT基因瞬時(shí)表達(dá)體系構(gòu)建與功能研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào):405450

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