發(fā)布時間：2021-02-03 01:39

　　玉米是世界第一大作物,廣泛用于食品、飼料以及其他工業(yè)產(chǎn)品。玉米在馴化以及育種的過程中,種植范圍不斷地由熱帶低緯度地區(qū)向溫帶高緯度地區(qū)擴展,與之相伴隨的是開花時間對光周期的敏感性不斷減弱;并且在現(xiàn)代育種與栽培過程中通過不斷增大玉米的種植密度來持續(xù)提高玉米產(chǎn)量。培育適度早花與耐密植玉米,始終是玉米育種的一個重要目標。避蔭綜合征（Shave avoidance syndrome,SAS）是在高密度種植條件下,當植物感受到來自鄰近植被的光競爭時觸發(fā)的,它對玉米產(chǎn)量的產(chǎn)生是有害的�，F(xiàn)有研究表明,擬南芥中的光敏色素作為紅光和遠紅光感受器是感知遮蔭信號和觸發(fā)SAS的主要受體并參與調(diào)控開花時間,而光敏色素在玉米中的研究尚不充分。玉米PHYA與PHYB在光形態(tài)建成中的功能已進行了一定的研究,而PHYC的研究則未見詳細報道。在本研究中,我們從玉米自交系B73中克隆到ZmPHYC1和ZmPHYC2基因,并進行了生物信息學分析以及ZmPHYC1/2蛋白的亞細胞定位分析。利用實時定量PCR（RT-qPCR）檢測ZmPHYC1和ZmPHYC2基因在玉米中的組織特異性表達,以及其轉(zhuǎn)錄豐度對不同光周期處理（長日照和短... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學山東省

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 植物光受體
        1.1.1 光敏色素
        1.1.2 UV-A/藍光受體
        1.1.3 UV-B光受體
    1.2 植物開花調(diào)控研究進展
        1.2.1 光周期途徑
        1.2.2 春化途徑
        1.2.3 自主途徑
        1.2.4 赤霉素途徑
        1.2.5 年齡途徑
    1.3 植物避蔭反應研究進展
        1.3.1 雙子葉植物中的避蔭反應
        1.3.2 單子葉植物中的避蔭反應
    1.4 本研究的目的意義
2 材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌株與載體
        2.1.3 試劑
        2.1.4 儀器
        2.1.5 引物
    2.2 實驗方法
        2.2.1 生物信息學分析
        2.2.2 基因組DNA的提取
            2.2.2.1 提取溶液的配制
            2.2.2.2 DNA提取步驟
        2.2.3 總RNA的提取
        2.2.4 mRNA的反轉(zhuǎn)錄
        2.2.5 實時熒光定量PCR （RT-qPCR）
            2.2.5.1 RT-qPCR的引物設計
            2.2.5.2 RT-qPCR的反應體系及程序
        2.2.6 目的載體的構建
            2.2.6.1 使用PCR擴增目的基因CDS片段
            2.2.6.2 PCR擴增產(chǎn)物的回收
            2.2.6.3 目的片段與相應載體的連接
            2.2.6.4 大腸桿菌（DH5α）感受態(tài)的制備
            2.2.6.5 DH5α感受態(tài)的熱激轉(zhuǎn)化
            2.2.6.6 PCR方法鑒定陽性菌落
            2.2.6.7 大腸桿菌（DH5α）的質(zhì)粒提取
        2.2.7 農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化
            2.2.7.1 農(nóng)桿菌感受態(tài)的制備
            2.2.7.2 農(nóng)桿菌的凍融法轉(zhuǎn)化
        2.2.8 蛋白的亞細胞定位分析
            2.2.8.1 構建分析所需的質(zhì)粒
            2.2.8.2 農(nóng)桿菌EHA105的轉(zhuǎn)化與注射煙草
            2.2.8.3 蛋白定位信號的檢測
        2.2.9 螢火蟲螢光素酶互補成像（LCI）分析
            2.2.9.1 LCI分析所需質(zhì)粒的構建
            2.2.9.2 LCI信號的檢測
        2.2.10 雙分子熒光互補（BiFC）分析
            2.2.10.1 BiFC分析所需質(zhì)粒的構建
            2.2.10.2 BiFC信號的檢測
        2.2.11 擬南芥的種植
            2.2.11.1 1/2MS培養(yǎng)基的配置
            2.2.11.2 擬南芥種子的消毒及萌發(fā)方法
            2.2.11.3 擬南芥的生長環(huán)境
        2.2.12 轉(zhuǎn)基因擬南芥的構建
            2.2.12.1 轉(zhuǎn)基因過表達質(zhì)粒的構建
            2.2.12.2 浸花法轉(zhuǎn)化擬南芥
            2.2.12.3 篩選陽性轉(zhuǎn)基因擬南芥
            2.2.12.4 轉(zhuǎn)基因擬南芥中目的基因表達量的檢測（RT-qPCR法）
        2.2.13 擬南芥的光處理
        2.2.14 擬南芥表型測量與統(tǒng)計
        2.2.15 轉(zhuǎn)基因玉米材料的獲得
            2.2.15.1 玉米的溫室生長條件
            2.2.15.2 玉米CRISPR/Cas9敲除質(zhì)粒的構建
            2.2.15.3 玉米過表達質(zhì)粒的構建
            2.2.15.4 玉米的轉(zhuǎn)化以及轉(zhuǎn)基因玉米的鑒定
        2.2.16 玉米的實驗條件及表型統(tǒng)計
            2.2.16.1 玉米基因的節(jié)律分析實驗條件
            2.2.16.2 玉米大田生長條件與表型統(tǒng)計
3 結果與分析
    3.1 ZmPHYC1和ZmPHYC2蛋白的結構域與進化分析
        3.1.1 ZmPHYC1和ZmPHYC2含有保守的蛋白結構域
        3.1.2 ZmPHYC1和ZmPHYC2的系統(tǒng)進化樹分析
        3.1.3 ZmPHYC1和ZmPHYC2的共線性分析
    3.2 ZmPHYC1和ZmPHYC2的表達模式及蛋白亞細胞定位
        3.2.1 ZmPHYC1和ZmPHYC2的組織表達分析
        3.2.2 ZmPHYC1和ZmPHYC2在不同光周期條件的表達分析
        3.2.3 ZmPHYC1和ZmPHYC2的亞細胞定位分析
    3.3 ZmPHYC1和ZmPHYC2可與自身及其ZmPHYBs互作
    3.4 轉(zhuǎn)ZmPHYC1和ZmPHYC2的擬南芥phyC-2突變體表型分析
        3.4.1 過表達ZmPHYC1和ZmPHYC2互補phyC-2突變體下胚軸表型
        3.4.2 過表達ZmPHYC1和ZmPHYC2促進phyC-2突變體開花
    3.5 ZmPHYC1和ZmPHYC2轉(zhuǎn)基因擬南芥對不同光條件的響應
    3.6 過表達ZmPHYC1和ZmPHYC2抑制擬南芥的避蔭反應
    3.7 ZmPHYC1和ZmPHYC2在玉米開花中的功能分析
        3.7.1 zmphyC1 zmphyC2雙突變體在長日照條件下促進玉米開花
        3.7.2 zmphyC1 zmphyC2雙突變體對玉米短日照條件下的開花影響
        3.7.3 開花相關基因的表達模式分析
    3.8 過表達ZmPHYC2可適度降低轉(zhuǎn)基因玉米的株高
    3.9 ZmPHYC2無義突變位點的進化分析
4 討論
    4.1 ZmphyCs屬于Ⅱ類光敏色素并調(diào)控幼苗光形態(tài)建成和SAS
    4.2 ZmPHYCs在調(diào)控玉米開花時間方面具有重要作用
    4.3 ZmPHYCs為玉米高密度栽培提供了潛在目標
    4.4 ZmPHYCs中尚未發(fā)現(xiàn)關聯(lián)與馴化信號
5 結論
6 參考文獻
7 附錄
8 致謝
9 攻讀學位期間發(fā)表論文情況



本文編號：3015693