器官發(fā)生是植物無性繁殖和遺傳轉(zhuǎn)化的重要途徑之一,也是研究植物細胞全能性、器官分化及形態(tài)建成的理想實驗體系。這一復雜而有序的過程受到了多種內(nèi)外因素的影響,其中基因的表達調(diào)控是最重要和最根本的因素。迄今,植物器官發(fā)生的精確分子調(diào)控機制仍不甚明晰。植物microRNA是廣泛分布于植物基因組中的長度約22 nt的內(nèi)源非編碼小RNA,在植物生長發(fā)育及細胞增殖與分化過程起著重要的調(diào)控作用。對重要生態(tài)經(jīng)濟樹種microRNA的研究,可在轉(zhuǎn)錄后水平解釋更多的重要生命現(xiàn)象,達到有效調(diào)控或利用重要功能基因的目的。本研究以豆科經(jīng)濟樹種厚莢相思為研究材料,采用高通量測序與生物信息學分析結(jié)合的方法,鑒定參與其器官發(fā)生途徑的microRNA及靶基因,并應用基因芯片、qRT-PCR和5’RACE技術(shù)對鑒定結(jié)果進行多方法的實驗驗證與分析。研究結(jié)果分析了microRNA及其靶基因在器官發(fā)生途徑的不同發(fā)育階段的表達,為豆科植物microRNA研究提供重要的信息資源。本文的主要結(jié)果和結(jié)論如下：（1）應用高通量測序技術(shù)（Illumina）對厚莢相思器官發(fā)生途徑的6個發(fā)育階段組織構(gòu)成的小RNA文庫進行測序,產(chǎn)生10,378,6... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

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摘要
ABSTRACT
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第一章 緒論
    1. 研究背景、目的及意義
    2. 國內(nèi)外研究進展
        2.1 植物miRNA的生物合成
            2.1.1 生物合成
            2.1.2 基因組織形式
        2.2 植物miRNA的作用機制
            2.2.1 miRNA的剪切作用
            2.2.2 miRNA的翻譯抑制
            2.2.3 miRNA介導的DNA甲基化
        2.3 植物miRNA的識別與鑒定方法
            2.3.1 miRNA的識別方法
            2.3.2 miRNA表達的鑒定
            2.3.3 植物新miRNA的鑒定標準
            2.3.4 miRNA靶基因的預測與鑒定方法
        2.4 植物miRNA的生物功能調(diào)控
            2.4.1 miRNA對植物細胞命運與形態(tài)的調(diào)控
            2.4.2 miRNA對植物響應逆境環(huán)境的調(diào)控
            2.4.3 miRNA參與植物的信號轉(zhuǎn)導
        2.5 豆科植物miRNA的研究
            2.5.1 豆科植物小RNA的鑒定
            2.5.2 豆科植物保守小RNA與植物的發(fā)育
            2.5.3 豆科植物miRNA與非生物脅迫
            2.5.4 豆科植物miRNA與叢枝菌根共生體
            2.5.5 豆科植物miRNA與共生固氮
            2.5.6 豆科植物miRNA與根瘤菌共生體系
        2.6 miRNA對植物器官發(fā)生的調(diào)控
            2.6.1 植物器官發(fā)生相關(guān)miRNA
            2.6.2 植物不定芽再生相關(guān)miRNA
    3. 研究目標與主要內(nèi)容
        3.1 研究目標
        3.2 主要研究內(nèi)容
    4. 技術(shù)路線
第二章 厚莢相思器官發(fā)生途徑保守和新miRNA的鑒定
    1. 前言
    2. 材料與方法
        2.1 試驗材料
        2.2 總RNA提取與高通量測序
        2.3 參考數(shù)據(jù)信息
        2.4 生物信息學分析
    3. 結(jié)果與分析
        3.1 sRNA文庫測序結(jié)果與分析
        3.2 厚莢相思保守miRNAs的鑒定
        3.3 厚莢相思新miRNA的發(fā)現(xiàn)
    4. 討論
        4.1 厚莢相思器官發(fā)生途徑的小RNA
        4.2 厚莢相思器官發(fā)生途徑miRNA的鑒定
    5. 小結(jié)
第三章 基于基因芯片對厚莢相思器官發(fā)生途徑miRNA研究
    1. 前言
    2. 材料與方法
        2.1 植物材料的獲取
        2.2 樣品總RNA提取
        2.3 miRNA定制芯片的探針布局
        2.4 miRNA芯片雜交
        2.5 數(shù)據(jù)分析
    3. 結(jié)果與分析
        3.1 豆科植物miRNA在厚莢相思中的表達
        3.2 厚莢相思已鑒定miRNA在基因芯片中的檢測
        3.3 厚英相思器官發(fā)生過程差異miRNA的比較篩選
    4. 討論
    5. 小結(jié)
第四章 厚莢相思器官發(fā)生途徑miRNA靶基因預測與分析
    1. 前言
    2. 材料與方法
        2.1 miRNA靶基因預測
        2.2 miRNA預測靶基因的功能分類
        2.3 5'RACE對靶基因的驗證
    3. 結(jié)果與分析
        3.1 厚莢相思miRNA預測靶基因
        3.2 靶基因功能分類
        3.3 miRNA與靶基因的作用方式檢測
    4. 討論
    5. 小結(jié)
    附表
第五章 厚莢相思器官發(fā)生途徑miRNA表達的驗證與分析
    1. 前言
    2. 材料與方法
        2.1 試驗材料
        2.2 小RNA的提取
        2.3 cDNA第一鏈合成
        2.4 熒光定量PCR
            2.4.1 內(nèi)參基因
            2.4.2 引物
            2.4.3 熒光定量PCR試驗方法
        2.5 數(shù)據(jù)分析
    3. 結(jié)果與分析
        3.1 熒光定量曲線分析
        3.2 厚莢相思器官發(fā)生過程miRNA的表達模式
    4. 討論
        4.1 miRNA的選擇
        4.2 厚莢相思器官發(fā)生過程miRNA組織特異性分析
    5. 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    1. 主要結(jié)論
    2. 整體展望
    3. 論文創(chuàng)新點
參考文獻
個人簡介
導師簡介
致謝



本文編號：3547733