一、乙烯——一种重要的植物激素(论文文献综述)
张翠梅[1](2019)在《不同抗旱性紫花苜蓿响应干旱的生理及分子机制研究》文中研究指明干旱是制约生态环境建设、植物分布和生产力的世界性问题。全球干旱、半干旱地区约占陆地面积的35%,且有逐年增加的趋势。干旱胁迫所导致的作物减产,超过其他环境因子胁迫所造成减产的总和。研究植物响应干旱胁迫的形态、生理生化和分子机制,发掘参与植物干旱胁迫响应的调控/功能基因并明确其作用机理,将为提高植物抗旱性、选育抗旱优良品种、发展抗旱高产农业提供理论指导。紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是世界上广泛分布且享有盛誉的优良豆科牧草,在改善生态环境、水土保持方面具有天然优势。然而,日益加剧的干旱对紫花苜蓿的种植面积和产量构成了严重威胁,干旱地区的旱作苜蓿产量只有通过抗旱苜蓿品种的培育和应用才能达到增产和稳产。通过比较抗旱性差异显着的紫花苜蓿品种对干旱胁迫的形态、生理及分子响应差异,将有助于揭示紫花苜蓿适应干旱的关键机制,从而为深入研究紫花苜蓿的抗旱机制提供理论依据。基于此,本研究以强抗旱陇中苜蓿(Medicago sativa L.cv.Longzhong)为供试材料,以中抗旱陇东苜蓿(Medicago sativa L.cv.Longdong)和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.Gannong No.3)为对照材料,采用PEG模拟干旱胁迫,首先比较了不同胁迫水势和胁迫时间处理下,不同抗旱性苜蓿品种幼苗叶片和根系对干旱胁迫的形态及生理响应差异;随后从转录组学、蛋白质组学与代谢组学水平上对比分析了强抗旱陇中苜蓿和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿幼苗根系响应干旱胁迫的分子机制,鉴定出参与响应干旱胁迫的关键候选基因、蛋白及代谢物;最后从形态、生理生化及分子水平上对比分析了强抗旱陇中苜蓿的关键抗旱机制。主要结果如下:(1)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d是区分干旱胁迫下供试苜蓿幼苗生长及生理响应差异的敏感处理条件。根系是紫花苜蓿幼苗抗旱的关键部位。紫花苜蓿的抗旱能力与较强的抗氧化防御能力和较低的脂质过氧化程度密切相关,抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环是提高紫花苜蓿抗旱能力的重要机制。长期干旱胁迫下,陇中苜蓿表现出最高的叶片保水能力、光合能力和渗透调节能力,最低的脂质过氧化和最高的抗氧化酶(GPX、MDAR、DHAR和GR)活性及最高的抗氧化酶基因(MsGPX、MsMDAR、MsDHAR和MsGR)的表达水平,这些酶及其基因主要参与AsA-GSH循环,以维持细胞内ROS产生和清除之间的平衡。甘农3号紫花苜蓿表现出最高的脂质过氧化和最低的抗氧化酶活性及基因表达。陇东苜蓿具有中等的维持光合作用的性能及非酶促和酶促ROS清除系统协调能力。(2)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d后,通过不同抗旱性紫花苜蓿品种根系的转录组测序(RNA-Seq)分析,在陇中苜蓿和甘农3号紫花苜蓿根系分别鉴定出12,585个差异表达基因(DEGs)(6,605个上调,5,980个下调)和14,724个DEGs(8,049个上调,6,675个下调),两者共同具有8,336个DEGs(4,013个上调,4,323个下调)。这些基因主要参与碳水化合物代谢、脂质代谢、氨基酸代谢和次级代谢、信号转导、细胞防御和胞内运输、转录和翻译调控及其他未知途径。与甘农3号紫花苜蓿相比,干旱胁迫促进了陇中苜蓿根系结构性碳水化合物代谢、脂质代谢(角质,小檗碱和蜡生物合成及油脂合成途径)、氨基酸代谢、次级代谢、信号转导(Ca2+信号传导、乙烯和茉莉酸生物合成)、细胞防御(微管蛋白和过氧化物酶体)及氨酰基-tRNA生物合成相关的基因表达。相比之下,甘农3号紫花苜蓿根系参与转录和翻译调控的基因表达及转录因子的表达均易受干旱胁迫的影响。(3)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d后,通过不同抗旱性紫花苜蓿品种根系的蛋白质组学分析,在陇中苜蓿和甘农3号紫花苜蓿根系分别鉴定出71种差异积累蛋白(DAPs)(47种上调,24种下调)和90种DAPs(41种上调,49种下调),两者共同具有19种DAPs(13种上调,6种下调)。这些蛋白主要参与碳水化合物及能量代谢、胁迫及防御、蛋白代谢、细胞膜及运输、信号转导、转录、细胞壁及细胞骨架代谢及其他未知功能。干旱胁迫显着诱导了陇中苜蓿根系参与活性氧(ROS)解毒、次级代谢、蛋白质加工、跨膜转运及细胞壁和细胞骨架代谢的蛋白上调表达;而显着改变了甘农3号根系信号转导相关蛋白的表达。(4)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d后,通过不同抗旱性紫花苜蓿品种根系的非靶向代谢组学分析,在陇中苜蓿和甘农3号紫花苜蓿根系分别鉴定出59种差异表达代谢物(DEMs)(38种上调,21种下调)和66种DEMs(39种上调,27种下调),两者共同具有46种DEMs(30种上调,16种下调)。供试苜蓿通过改变氨基酸及其衍生物、脂质(甘油酯和甘油磷脂)、次级代谢物(有机酸、异黄酮和黄酮)、核苷酸及其衍生物及其他代谢物含量来适应干旱胁迫。干旱胁迫显着降低了甘农3号紫花苜蓿根系的代谢物含量,而陇中苜蓿根系内大部分与氨基酸代谢、苯丙烷类合成以及嘌呤和嘧啶代谢相关的代谢物含量显着增加。(5)就形态及生理水平而言,陇中苜蓿幼苗的强抗旱能力与其体内有效的生物量调配机制、较强的叶片保水能力、较强的渗透调节能力、较低的膜脂过氧化和ROS积累水平、较强的酶促及非酶促抗氧化系统的防御能力有关;就分子水平而言,干旱胁迫下,陇中苜蓿能够显着诱导根系参与碳水化合物代谢、脂质代谢、氨基酸代谢和苯丙烷类生物合成、信号转导、细胞防御以及氨酰基-tRNA生物合成相关的基因表达;激活与胁迫防御和解毒以及跨膜运输相关蛋白的表达,有效维持蛋白加工和降解的平衡,同时增强细胞壁调节能力;有效地促进关键代谢物的合成代谢途径,提高渗透调节能力、ROS解毒能力和细胞膜稳定性,最终增强其抗旱能力。此外,异黄酮生物合成途径是陇中苜蓿适应干旱胁迫的关键代谢途径。本研究初步探明了强抗旱能力苜蓿品种抗旱的形态、生理及分子适应机制,鉴定了强抗旱能力苜蓿品种响应干旱胁迫的关键代谢通路及关键胁迫响应基因、蛋白和代谢物,有关以上候选基因、蛋白和代谢物在提高苜蓿抗旱性的作用机制还有待进一步研究。
王小菁,萧浪涛,董爱武,王台,钱前,漆小泉,陈凡,左建儒,杨淑华,顾红雅,陈之端,姜里文,白永飞,孔宏智,种康[2](2017)在《2016年中国植物科学若干领域重要研究进展》文中研究指明2016年中国植物科学持续稳步发展,表现在中国植物科学家在国际主流高影响力学术期刊发表文章的数量稳中有升,中国植物科学领域的期刊逆风出行,进入研究性期刊世界前三甲行列。中国科学家在植物学诸多领域取得了丰硕的成果。水稻(Oryza sativa)产量性状杂种优势的分子遗传机制解析入选2016年中国科学十大进展;植物受精过程中雌雄配子体信号识别机制的研究和独脚金内酯的受体感知机制入选2016年生命科学十大进展。我国植物科学,特别是以水稻为代表的作物研究在国际学术界已占有一席之地。例如,在水稻组学(如基因组和转录组等)资源和技术平台的建立、重测序的开发及功能基因的克隆和调控网络的解析方面取得了系列重要成果(如揭示了独脚金内酯信号转导的"去抑制化激活"机制、从分子水平上阐释了水稻籼粳杂种不育和广亲和性基因S5的作用机理及发现了控制水稻耐冷的基因组位点),已经引领世界水稻乃至作物科学研究。该文对2016年中国本土植物科学若干领域取得的重要研究进展进行了概括性评述,旨在全面追踪当前中国植物科学领域的发展前沿和研究热点,与读者共享我国科学家所取得的杰出成就。
郑钏,杨颖增,罗晓峰,代宇佳,刘卫国,杨文钰,舒凯[3](2019)在《植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展》文中提出脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素(如生长素、乙烯等)互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素(如GA等)互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。
刘锴栋[4](2019)在《番木瓜生长素响应因子基因CpARF2调控果实采后成熟的机制研究》文中研究说明番木瓜(Carica papaya L.)属于呼吸跃变型果实,果实采后在常温下迅速转黄、软化并完成后熟,贮藏期较短,限制了番木瓜产业的发展。果实采后成熟是一个受到多种生理生化因素影响的复杂生物学过程,植物激素及植物激素信号途径在调控果实成熟中发挥重要的作用。本文对番木瓜生长素响应因子基因CpARF2调控果实成熟的生理和分子机制进行了深入研究,获得如下结果:1、通过RNA-seq分析鉴定到受果实采后成熟显着诱导的CpARF2基因。通过对不同成熟度番木瓜采后果实进行转录组测序并整合基因组数据库进行分析,一共注释到27769个相关基因,从中挖掘了生长素信号途径相关基因,分析了其在果实成熟过程的表达谱。通过RNA-seq分析得到了部分差异表达基因,其中CpARF2表达受到果实成熟的显着诱导。同时,重点分析了11个番木瓜生长素响应因子家族(ARF)基因,研究了它们的进化关系,并预测了其基因外显子-内含子结构、蛋白结构域、氨基酸含量等诸多重要参数。分析了ARF家族成员在番木瓜果实发育和不同成熟阶段的表达差异。综合结果表明:番木瓜果实发育和成熟显着诱导CpARF2表达。2、明确了番木瓜CpARF2基因的生物学功能。本文克隆得到了CpARF2基因全长,基因表达分析表明果实采后成熟及外施乙烯诱导了CpARF2基因的表达,亚细胞定位分析显示CpARF2定位在细胞核中。利用番木瓜果实瞬时转化技术发现超量表达CpARF2可加速果实采后成熟,而抑制CpARF2表达则延缓果实采后成熟进程。利用番茄遗传转化体系证实异源超量表达CpARF2转基因番茄具有缩短果实从授粉到破色期天数、加快乙烯释放量高峰期的出现、并加速叶片衰老等作用。利用拟南芥遗传转化体系发现异源超量表达CpARF2具有促进转基因拟南芥生长发育的作用,并影响根对外施生长素类物质和乙烯的响应。进一步利用RNA-seq技术对超量表达CpARF2转基因番茄和转基因拟南芥材料进行分析,发现超量表达CpARF2诱导了部分乙烯合成和细胞壁降解相关基因的表达。上述结果证明番木瓜CpARF2参与了果实采后成熟的调控。3、鉴定到番木瓜CpARF2的互作蛋白,明确了CpARF2和CpEIL1、CpAP2/ERF在体内外互作。构建了番木瓜果实cDNA酵母表达文库,其重组率及均一化效率均达到较高水平。利用CpARF2为诱饵蛋白,对该酵母表达文库进行筛选,得到了15个具有不同的生物学功能的可能互作蛋白。通过酵母双杂交、GST Pull-down、BiFC和LCI等技术,证明CpARF2不但能与自身形成二聚体,还能和CpEIL1及CpAP2/ERF等重要乙烯信号途径蛋白实现体外体内互作。研究结果表明:CpARF2和CpEIL1、CpAP2/ERF的互作可能是番木瓜生长素和乙烯两大植物激素信号交互的关键节点。4、解析了番木瓜CpARF2基因参与果实采后成熟调控的转录机制。通过EMSA实验证实:CpARF2可以结合包含AuxRE(生长素响应元件,TGTCTC)序列的乙烯合成基因(CpACS1、CpACO1)和细胞壁代谢相关基因(CpXTH12、CpPE51)的启动子,且CpEIL1也可以在体外结合包含EIN3/EIL1结合元件(ATGTA)的上述四个基因启动子。进一步通过EMSA实验证实CpARF2促进CpEIL1对CpACS1、CpACO1、CpXTH12和CpPE51基因启动子的结合。通过双荧光素酶报告系统,发现CpARF2-CpEIL1互作能显着诱导CpACS1、CpACO1、CpPE51、CpPG5和CpXTH12/30等基因启动子的活性,从而调控番木瓜果实采后成熟的进程。本研究以CpARF2为切入点,通过生理生化、遗传和分子生物学等研究手段,分析其初步生物学功能,筛选其互作蛋白,揭示CpARF2参与番木瓜果实采后成熟调控的分子机制,研究结果有助于探索延缓番木瓜果实成熟的新方法,从而为培育耐储存新品种提供理论依据。
王芳芳[5](2019)在《OsDof15和SCP1通过乙烯调控水稻耐逆性和生长发育的分子机理》文中指出盐胁迫会影响作物的产量与品质。水稻是全世界一半以上人口的粮食作物,其生长发育各阶段对盐胁迫均敏感。为了提高水稻耐盐性,研究清楚水稻盐胁迫应答过程中的调控因子及调控机理具有重要意义。Dof家族基因在多种作物的干旱、盐和寒冷等非生物胁迫中发挥重要作用,但是其此类功能在水稻中尚未研究清楚。本研究中,我们利用实验室已创建的OsDof15转基因材料来探究Dof家族成员在水稻盐胁迫应答中发挥的功能及其机理。另一方面,水稻作为一种半水生作物,其胚芽鞘在幼苗出土和耐水淹过程中发挥重要作用。为了挖掘调控胚芽鞘生长的关键因子,我们对水稻突变体库进行筛选,获得了一份胚芽鞘发育缺陷突变体并对该突变基因进行克隆。所获的主要研究结果如下:1.检测了 OsDof15基因在各种激素和非生物胁迫处理下的表达水平,发现其表达能被盐胁迫显着诱导。进一步探究OsDof15转基因幼苗的耐盐性,发现其突变体耐盐性较野生型降低,而过表达则升高,说明OsDofl5正调控水稻耐盐性。2.检测AsA(抗坏血酸)含量,发现osdof15突变体幼苗体内AsA含量较野生型降低,而过表达幼苗则升高,说明OsDof15正调控植株体内AsA积累。为了探究AsA是否在OsDof15正调控水稻耐盐性通路中发挥作用,我们盐处理的同时外源补充AsA,发现osdof15突变体的耐盐性可以恢复到野生型水平。说明OsDof15是通过正调控体内AsA积累来提高水稻耐盐性。3.前期本实验室已证明OsDof15负调控乙烯的合成,因此我们进一步研究了乙烯与水稻耐盐性及AsA的关系。通过观察幼苗的盐表型,发现乙烯受体突变体osres2和osetr2耐盐性低于野生型DJ,而信号突变体osein2和oseill的耐盐性高于野生型Nip,说明乙烯通过信号途径负调控水稻耐盐性。为了探究AsA是否在乙烯负调控水稻耐盐性中的作用,我们盐处理乙烯相关突变体的同时外源补充AsA,发现osres2、osetr2、osein2和oseil1均能恢复到相应野生型的水平,说明乙烯是通过负调控体内AsA含量来增强水稻耐盐性。以上说明OsDof15通过负调控乙烯合成,进一步通过乙烯信号途径调控体内AsA含量来提高水稻耐盐性,丰富了 Dof家族基因在调控水稻耐盐方面的分子机制。4.对水稻突变体库进行筛选,获得了一系列胚芽鞘发育缺陷突变体。其中一个突变体(short coleoptile1,scp1)的幼苗胚芽鞘明显短于野生型。通过检测乙烯合成基因表达水平和乙烯释放量,发现scp1多个乙烯合成基因表达水平和乙烯释量较野生型均降低。5.通过观察scp1突变体的农艺性状,发现scp1突变体表现为矮化、短穗、小粒的表型。在盐和干旱处理下,scp1突变体幼苗表现出更强的耐盐性和耐旱性。6.通过图位克隆,将SCP1基因定位在5号染色体上32.01 kb的区间,该区间有5个功能基因,通过扩增与测序发现其中一个基因OsRGA1在突变体中有大片段缺失,并且scp1突变体与已报道的OsRGA1的等位突变体d1具有相似的胚芽鞘表型和耐逆性,说明scp1是OsRGA1的一个等位突变体。这部分研究为OsRGA1调控乙烯合成从而影响胚芽鞘的生长及耐逆性过程的分子机理奠定了基础,有助于丰富水稻体内乙烯合成的调控机制。
杨淑华,王台,钱前,王小菁,左建儒,顾红雅,姜里文,陈之端,白永飞,孔宏智,陈凡,萧浪涛,董爱武,种康[6](2016)在《2015年中国植物科学若干领域重要研究进展》文中提出2015年中国植物科学研究处于飞速发展的态势,主要表现在中国植物生命科学家在国际顶级学术刊物发表文章的数量呈现出明显的优势。中国科学家在植物学诸多领域取得了骄人的成果,如高等植物PSI与捕光天线的超分子复合物晶体结构的解析、水稻感知和耐受寒害机制、乙烯信号转导分子机制研究等。2015年中国生命科学领域十大进展中,植物科学领域有两项成果入选。值得一提的是,中国本土科学家因青蒿素的发现与抗疟疾药物新疗法的开创首次获得自然科学领域的诺贝尔奖,标志着中国植物化学和中药学对人类健康事业的巨大贡献受到国际高度关注,也标志着中国科学家围绕国家重大需求开展科学技术问题研究模式的有效性和影响力。中国植物科学从跟踪、并行,逐渐迈入领跑学科发展的方阵。该文对2015年中国本土植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述,旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件,并与国内读者分享我国科学家所取得的杰出成就。
袁明,瞿礼嘉,王小菁,钱前,杨维才,王台,孔宏智,蒋高明,种康[7](2014)在《2013年中国植物科学若干领域重要研究进展》文中研究表明2013年中国植物科学研究继续快速发展。中国科学家在植物科学多个领域中取得了大量的原创性、高水平研究成果,包括水稻(Oryza sativa)株型调控的激素信号转导机制、水稻育性的遗传调控机理、重要物种的基因组解析、植物天然免疫分子机制的结构生物学研究以及植物生态与环境生物学等。该文对2013年中国本土植物生命科学若干领域取得的重要研究进展进行了概括性评述,旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件,并展现我国科学家所取得的杰出成就。
潘燕婷[8](2020)在《miR171b在番茄生长发育中的功能研究》文中认为番茄作为世界上栽培最为广泛的蔬菜作物之一,是蔬菜学专业研究的重要模式作物。其生长发育机理的深入研究为园艺作物栽培与育种提供了理论指导。番茄在生长发育过程中受到复杂的分子与生理代谢因子的调控,其中MicroRNAs作为植物体内一种重要的负调控因子,通过调控内源基因的表达从而参与到植物生长发育与环境响应的各个阶段中。本文通过构建番茄miR171b缺失突变体以及过表达材料,探究了miR171b在番茄生长发育中的功能,明确了miR171b对番茄生长发育性状、产量品质等的影响,主要研究结果如下:1、番茄miR171b突变体和过量表达材料的创制。我们通过基因克隆技术和CRISPR-Cas9基因编辑技术构建番茄miR171b过表达和突变体的载体,并利用农杆菌侵染及组织培养的方法,结合二代测序以及qRT-PCR技术,最终筛选获得了3个独立的番茄mir171b突变体株系和2个独立的番茄miR171b过表达材料。mir171b突变体和miR171b过表达材料的成功构建为接下来的实验做好了充足的材料准备。2、miR171b参与了番茄生长发育和花粉发育的进程。miR171b缺失促进了种子萌发和番茄生物量的积累。通过对番茄植株株高、鲜重的测量并结合光合参数的测定,我们发现缺失突变体mir171b两个株系的株高和鲜重相较于野生型(WT)都显着提高,同时其净光合速率和蒸腾速率显着增强。而过量表达材料miR171b-OE的生物量积累相较于WT显着减少。同时,研究还发现miR171b还改变了番茄叶片中植物激素平衡及次生代谢物花青素的积累。miR171b功能缺失后植物叶片中的水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)含量较WT有所下降,茉莉酸(JA)含量有一定的增加。miR171b过量表达植株叶片中生长素(IAA)含量相较于WT显着下降。同时miR171b功能缺失促进了番茄叶片中花青素的积累。我们通过对番茄WT、mir171b突变体和miR171b-OE材料花粉的活力和体外萌发率的测定,我们发现miR171b缺失株系的花粉活力和花粉萌发率相较于WT显着提高,而过表达株系结果正好相反。miR171b缺失促进了花粉的良好发育,从而提升花粉活力。因此,通过上述研究结果,我们可以得出miR171b能够负调控番茄种子萌发,抑制植株幼苗生长,并通过调控光合作用影响了植株生物量的积累;同时,miR171b可能影响了各类激素平衡并抑制叶片中花青素的积累;miR171b在番茄花粉萌发过程中起到了一定的负调控作用。3、miR171b参与了番茄果实产量和营养品质的调控。通过在温室中栽培番茄WT、mir171b突变体和miR171b-OE材料,我们发现miR171b缺失突变体的单株果实数量和单株产量较WT都有显着提升,而过表达株系的果实数量和产量则较WT显着下降。通过对番茄果实成熟期间乙烯释放量检测发现,miR171b缺失提前了番茄果实呼吸跃变进程,而miR171b过表达延后了呼吸跃变进程。对成熟果实营养物质含量分析发现,miR171b缺失增加了果实中葡萄糖、果糖和番茄红素的含量,而降低了苹果酸和柠檬酸的含量。这些结果表明,miR171b负调控了番茄果实产量与营养物质的积累。通过本文的研究,系统揭示了miR171b在番茄生长发育过程中的生物学功能及其内在的调控机理。其中通过基因编辑技术突变miR171b基因提高番茄果实产量与品质为番茄种质资源的改良提供了新思路与新技术。
孙浩[9](2019)在《蒺藜苜蓿赤霉素合成基因MtGA3ox1生物学功能解析》文中提出随着基因组测序的完成,蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)已经成为研究豆科植物基因功能的模式植物。本研究通过正向遗传学和反向遗传学筛选鉴定得到3个蒺藜苜蓿赤霉素合成基因MtGA3xo1突变体株系,并对其进行分子鉴定和功能解析。利用蛋白质组学和代谢组学技术,挖掘赤霉素及其合成基因MtGA3xo1潜在的分子调控机制,并对赤霉素调控下游通路进行分析,为探究赤霉素在豆科植物中的作用提供新思路。主要结果如下:通过对突变体株系侧翼序列分析表明,Tnt1转座子分别插入于MTR2g102570基因的第一个外显子距离起始密码子149bp(NF13294)、416bp(NF18131)处,以及距离第一个外显子末端16bp处(NF12434)。MTR2g102570基因属于GA3oxs家族,负责编码MtGA3ox1,主要参与GA1及GA4的合成。高效液相色谱串联质谱检测发现ga3ox1突变体的GA3、GA4含量显着低于野生型R108。ga3ox1突变体的根长、叶柄长、地上部分生物量以及叶片和叶柄细胞大小等指标均低于R108,而叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素)则高于R108。MtGA3ox1主要在花和果荚中表达,相对表达量从高到低依次为:果荚>花>根>叶>茎。MtGA3ox1表达会受到其他植物激素与外界环境的影响,低温、ABA、IAA以及水杨酸处理会抑制MtGA3ox1表达,而黑暗处理则会诱导MtGA3ox1表达。组织化学染色发现,启动子长度决定GUS活性强弱,且在茎尖和下胚轴GUS有较强活性。此外,外源赤霉素处理(GA1、GA3、GA4以及GA7)均可以恢复ga3ox1突变体矮化表型。突变体互补试验结果表明转入MtGA3ox1基因能使ga3ox1突变体矮化和种皮表型得到恢复。将MtGA3ox1基因在拟南芥Col-0中过量表达可以提高转基因拟南芥株系的根长、侧根数以及鲜重。通过蛋白质组学和代谢组学分析,分别鉴定到了456个差异富集蛋白(包括238个上调蛋白及218个下调蛋白)和131个差异代谢物(包括53个上调代谢物及78个下调代谢物)。其中上调蛋白主要参与类黄酮合成、异黄酮合成以及木质素合成,下调蛋白主要参与光合作用、氧化磷酸化以及氮代谢。而差异代谢物显着富集到7条代谢通路,包括苯丙素合成以及异黄酮合成等。通过蛋白质组学与代谢组学联合分析,36条代谢通路被共同富集,主要包括苯丙素合成、类黄酮合成及异黄酮合成等。差异蛋白与差异代谢物相关性分析发现,蛋白与代谢物相关性主要集中在黄酮类与异黄酮类代谢产物与蛋白相互作用,且整体呈现出正相关关系。对花青素合成通路基因、氮代谢通路基因及氮转运基因的蛋白水平和转录水平检测结果表明,赤霉素通过调控DELLA蛋白丰度来负调控花青素合成途径以及正调控氮代谢和氮转运,且赤霉素可能参与负调控异黄酮、黄酮和黄酮醇生物合成。
张俊超[10](2020)在《基于转录组测序挖掘老芒麦落粒候选基因及其功能分析》文中研究表明老芒麦(Elymus sibiricus)是禾本科披碱草属的多年生牧草,由于其具有较强的耐寒性,抗旱性,产草量高、草品质好、环境适应性强等优点,在我国西北地区,尤其是青藏高原地区的生态修复和草牧业工程中广泛推广应用。然而,严重的落粒性常导致老芒麦种子产量的极大损失,由此限制了老芒麦新品种的研发及推广应用。目前国内仅登记了8个品种,这些品种的育种目标多集中在产量方面,抗落粒品种培育未见报道。本研究在对国内老芒麦分子遗传多样性评价的基础上,从组织学、生理学、转录组学等方面研究了老芒麦种子落粒机制,筛选出一批落粒相关候选基因,同时针对落粒关键基因开展了基因功能验证。主要试验结果如下:1.在前期研究基础上筛选出53份具有落粒差异的国内老芒麦种质,使用SCoT标记研究了这些种质的遗传多样性及其亲缘关系。结果表明:16个SCoT引物共产生173条带,其中159条带是多态性的,多态性条带百分比为91.91%。居群结构分析将这些种质分为5个组。聚类分析将所有种质分为2个主要类群和3个子类群,分类结果与主坐标分析相似。分子遗传变异分析表明,地理区域内的遗传变异比地理区域间大,青藏高原地区的老芒麦种质遗传多样性在所有地理种群中最高,具有重要的育种利用价值。2.结合先前的落粒率评价和遗传多样性分析,筛选出青藏高原东北缘2份低落粒和4份高落粒野生老芒麦种质,通过扫描电镜、石蜡切片及酶联免疫法对这些材料的种子离区开展组织学和生理学相关研究。结果表明,老芒麦种子离区结构的形成时期早于种子脱落,离层由2至3层体积小、椭圆形的细胞紧凑排列组成且这些细胞木质化程度高于周围组织细胞,低落粒材料离层木质化细胞数量多于高落粒材料;低落粒材料在种子成熟期无明显的离层断裂,其断裂面粗糙,离层结构完整,而高落粒材料在种子成熟期出现明显的离层断裂,断裂面光滑且离层结构不完整;6份材料的纤维素酶(CE)与多聚半乳糖醛酸酶(PG)的活性变化趋势在种子发育各时期均有差异,在落粒关键期(抽穗后45周)这两种酶活性均与种子脱落密切相关;供试材料的CE与PG活性在落粒关键期排序一致,且与同时期电镜观察结果一致;高落粒材料XH09在落粒关键期的两种酶活性均为最高(XH09CE=479.52 IU·L-1,XH09PG=188.87 pg·mL-1),而低落粒材料ZHN03两种酶活性均为最低。3.利用转录组测序技术对不同落粒基因型XH09和ZhN03的不同发育时期种子离区材料进行研究。用XH09和ZhN03离区组织的抽穗后7天、21天和28天样本构建cDNA文库并测序,结果表明:在“XH09-7 vs ZhN03-7”、“XH09-21vs ZhN03-21”和“XH09-28 vs ZhN03-28”基因集中,共注释了86,634个Unigene,并预测了7,110个差异表达转录本。这其中包括2,058个上调的Unigene和5,052个下调的Unigene。使用荧光定量PCR(qRT-PCR)验证了涉及细胞壁降解酶、木质素生物合成和植物激素活性的10个候选转录本的表达谱,其中8个基因在低落粒基因型ZhN03中上调,表明这些基因可能与减少种子落粒有关。同时,本研究也对高落粒基因型材料XH09的4个不同发育时期种子离区材料进行了转录组测序,以XH09离区组织的抽穗后7天、14天、21天和28天样本构建cDNA文库并测序,结果表明:在“DAH7 vs DAH14”、“DAH7 vs DAH21”和“DAH7vs DAH28”基因集中共获得92,832个注释的Unigene以及29,089个差异表达基因。多个分析方法指出“细胞壁组分代谢”、“木质素组分代谢”和“植物激素信号通路”中的大量差异表达基因可能参与落粒过程。加权基因共表达网络分析筛选出38个编码转录因子的核心基因,主要包括RAP2、eRF1、BEL1、HOX4/16、SRF、AGL14、AS1、WRKY11等,推测这些基因可能通过调控离区分化、形成和发育及细胞木质化等方式调节老芒麦种子落粒。4.利用转基因技术将老芒麦落粒关键基因Es-BEL1在拟南芥过表达以验证该基因的具体功能。结果表明:共筛选了3个过表达株系,与野生型拟南芥相比,过表达株系表现出发育迟缓、株型矮化、角果间距缩短、花器官脱落延迟、角果裂荚减少等特点。扫描电镜结果显示过表达株系离区细胞发育迟滞,体积减小。生理学指标检测结果表明过表达株系荚果的生长素含量和多聚半乳糖醛酸酶活性升高,而脱落酸和木质素含量下降。qPCR结果显示参与拟南芥果荚离区发育、离层细胞木质化、果荚(花)脱落的相关基因在过表达株系中均下调表达。由研究结果推测Es-BEL1基因可能参与老芒麦种子离区发育调控,该基因高表达可从多个层面调控并降低种子落粒。
二、乙烯——一种重要的植物激素(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、乙烯——一种重要的植物激素(论文提纲范文)
(1)不同抗旱性紫花苜蓿响应干旱的生理及分子机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Summary |
项目来源 |
缩略词表 |
第一章 文献综述 |
1 植物抗旱性及其鉴定评价 |
1.1 植物抗旱性 |
1.2 植物抗旱性鉴定及评价指标 |
2 植物抗旱机制研究 |
2.1 植物对干旱胁迫的形态响应机制 |
2.2 植物对干旱胁迫的生理响应机制 |
2.3 植物对干旱胁迫的分子响应机制 |
3 基因组学在植物抗旱研究中的应用 |
3.1 转录组学 |
3.2 蛋白质组学 |
3.3 代谢组学 |
3.4 多组学联合分析 |
4 紫花苜蓿的抗旱性研究 |
4.1 紫花苜蓿抗旱性鉴定指标筛选及评价 |
4.2 紫花苜蓿对干旱胁迫的响应研究 |
5 紫花苜蓿抗旱机制研究述评 |
6 科学问题的提出及研究内容 |
7 技术路线 |
第二章 不同抗旱性紫花苜蓿对干旱胁迫水势的形态及生理响应差异 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验方法 |
2.1.3 测定指标与方法 |
2.1.4 数据统计 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 干旱胁迫水势对紫花苜蓿幼苗生长的影响 |
2.2.2 干旱胁迫水势对紫花苜蓿幼苗叶绿素含量的影响 |
2.2.3 干旱胁迫水势对紫花苜蓿幼苗叶片相对含水量和根系活力的影响 |
2.2.4 干旱胁迫水势对紫花苜蓿幼苗渗透调节物质含量的影响 |
2.2.5 干旱胁迫水势对紫花苜蓿幼苗丙二醛和质膜相对透性的影响 |
2.2.6 干旱胁迫水势对紫花苜蓿幼苗活性氧(H_2O_2、OH~·和O_(2·)~-)含量的影响. |
2.2.7 干旱胁迫水势对紫花苜蓿幼苗抗氧化酶活性的影响 |
2.2.8 不同胁迫水势下紫花苜蓿幼苗生长及生理参数的典型判别分析 |
2.2.9 不同抗旱性紫花苜蓿幼苗生长及生理指标与胁迫程度的逐步回归分析 |
2.3 讨论 |
2.3.1 干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗生长参数的变化 |
2.3.2 干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗生理参数的变化 |
2.3.3 干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗的分阶段响应策略 |
2.4 小结 |
第三章 不同抗旱性紫花苜蓿对干旱胁迫时间的形态及生理响应差异 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 试验设计 |
3.1.3 测定指标与方法 |
3.1.4 数据统计 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 干旱胁迫时间对紫花苜蓿幼苗生长的影响 |
3.2.2 干旱胁迫时间对紫花苜蓿品种叶绿素含量的影响 |
3.2.3 干旱胁迫时间对紫花苜蓿幼苗气体交换参数的影响 |
3.2.4 干旱胁迫时间对紫花苜蓿幼苗叶绿素荧光参数的影响 |
3.2.5 干旱胁迫时间对紫花苜蓿幼苗叶片相对含水量和根系活力的影响 |
3.2.6 干旱胁迫时间对紫花苜蓿幼苗渗透调节物质含量的影响 |
3.2.7 干旱胁迫时间对紫花苜蓿幼苗丙二醛和质膜相对透性的影响 |
3.2.8 干旱胁迫时间对紫花苜蓿幼苗活性氧(H_2O_2、OH·和O_(2·)~-)含量的影响. |
3.2.9 干旱胁迫时间对紫花苜蓿幼苗抗氧化剂含量的影响 |
3.2.10 干旱胁迫时间对紫花苜蓿幼苗抗氧化酶活性的影响 |
3.2.11 干旱胁迫时间对紫花苜蓿幼苗抗氧化酶基因表达量的影响 |
3.2.12 不同胁迫时间下紫花苜蓿幼苗生长及生理参数的典型判别分析 |
3.2.13 紫花苜蓿响应干旱胁迫的细胞代谢模型构建 |
3.3 讨论 |
3.3.1 不同抗旱性紫花苜蓿生长参数对干旱胁迫的响应差异 |
3.3.2 不同抗旱性紫花苜蓿光合参数对干旱胁迫的响应差异 |
3.3.3 不同抗旱性紫花苜蓿渗透调节物质对干旱胁迫的响应差异 |
3.3.4 不同抗旱性紫花苜蓿ROS产生与清除系统对干旱胁迫的响应差异 |
3.3.5 不同抗旱性紫花苜蓿抗氧化酶基因转录水平对干旱胁迫的响应差异 |
3.3.6 区分紫花苜蓿的抗旱能力的关键指标和细胞代谢 |
3.4 小结 |
第四章 不同抗旱性紫花苜蓿响应干旱胁迫的转录组学差异 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 试验设计 |
4.1.3 转录组学分析 |
4.1.4 实时荧光定量PCR(q RT-PCR)验证 |
4.1.5 数据统计 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 测序总RNA质量检测 |
4.2.2 转录组测序de novo组装和Illumina测序质量评估 |
4.2.3 Unigene功能注释及高级注释分析 |
4.2.4 干旱胁迫下不同抗旱性紫花苜蓿差异表达基因(DEGs)鉴定 |
4.2.5 差异表达基因(DEGs)的GO和 KEGG富集分析 |
4.2.6 差异表达基因(DEGs)的功能分类 |
4.2.7 qRT-PCR验证 |
4.2.8 基于转录组学分析构建紫花苜蓿响应干旱胁迫的代谢通路 |
4.3 讨论 |
4.3.1 碳水化合物代谢相关基因 |
4.3.2 脂质代谢相关基因 |
4.3.3 氨基酸代谢和次级代谢相关基因 |
4.3.4 信号转导相关基因 |
4.3.5 细胞防御与运输 |
4.3.6 转录和翻译调控相关基因 |
4.3.7 未知功能胁迫响应基因 |
4.4 小结 |
第五章 不同抗旱性紫花苜蓿响应干旱胁迫的蛋白质组学差异 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 试验设计 |
5.1.3 蛋白质组学分析 |
5.1.4 数据统计 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 干旱胁迫下不同抗旱性紫花苜蓿蛋白质组学特征分析 |
5.2.2 蛋白功能注释分析 |
5.2.3 差异积累蛋白(DAPs)的鉴定 |
5.2.4 差异积累蛋白(DAPs)的GO富集分析 |
5.2.5 差异积累蛋白(DAPs)的KEGG富集分析 |
5.2.6 基于蛋白质组学分析构建紫花苜蓿响应干旱胁迫的代谢通路 |
5.3 讨论 |
5.3.1 碳水化合物和能量代谢相关蛋白 |
5.3.2 胁迫和防御相关蛋白 |
5.3.3 蛋白代谢相关蛋白 |
5.3.4 膜和运输相关蛋白 |
5.3.5 信号转导和转录相关蛋白 |
5.3.6 细胞壁和细胞骨架代谢相关蛋白 |
5.3.7 未知胁迫诱导蛋白 |
5.4 小结 |
第六章 不同抗旱性紫花苜蓿响应干旱胁迫的代谢组学差异 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 试验材料 |
6.1.2 试验设计 |
6.1.3 代谢组学分析 |
6.1.4 数据统计 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 代谢物定性 |
6.2.2 代谢物定量分析及样本质控分析 |
6.2.3 代谢物KEGG注释 |
6.2.4 多元统计分析 |
6.2.5 差异表达代谢物(DEMs)鉴定 |
6.2.6 差异表达代谢物(DEMs)聚类热图 |
6.2.7 差异表达代谢物(DEMs)的KEGG富集分析 |
6.2.8 基于代谢组学分析构建紫花苜蓿响应干旱胁迫的代谢通路 |
6.3 讨论 |
6.3.1 氨基酸及其衍生物 |
6.3.2 脂类代谢物 |
6.3.3 次生代谢物 |
6.3.4 核苷酸及其衍生物 |
6.3.5 其他代谢物 |
6.4 小结 |
第七章 全文讨论与结论 |
7.1 全文讨论 |
7.1.1 基于生理及多组学数据构建紫花苜蓿对干旱胁迫的关键适应机制 |
7.1.2 不同抗旱性紫花苜蓿对干旱胁迫的形态及生理响应差异 |
7.1.3 不同抗旱性紫花苜蓿对干旱胁迫的分子响应差异 |
7.2 全文结论 |
7.3 创新点 |
7.4 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
导师简介 |
作者简介 |
(2)2016年中国植物科学若干领域重要研究进展(论文提纲范文)
1 水稻生物学 |
1.1 水稻育性及作物育种 |
1.2 水稻农艺性状的遗传调控 |
1.3 水稻品质性状的遗传调控 |
2 激素生物学 |
2.1 生长素 |
2.2 脱落酸 |
2.3 油菜素内酯 |
2.4 茉莉素和赤霉素 |
2.5 乙烯 |
2.6 植物激素互作与调控网络 |
3 逆境生物学 |
3.1 植物抗性与信号转导 |
3.1.1 抗性信号通路 |
3.1.2 抗性转录调控 |
3.1.3 抗性免疫反应 |
3.1.4 抗性防御与病毒诱导的基因沉默系统 |
3.2 环境胁迫的应答调控 |
3.2.1 干旱和盐碱胁迫 |
3.2.2 温度胁迫 |
3.2.3 氧化胁迫 |
3.3 营养转运及胁迫适应 |
3.3.1 钾的转运及胁迫适应 |
3.3.2 其它营养元素 |
4 发育、代谢与生殖生物学 |
4.1 植物发育生物学 |
4.2 植物代谢生物学 |
4.3 植物生殖生物学 |
5 蛋白质组学分析 |
6 叶绿体发育与光形态建成 |
6.1 叶绿体发育与光合作用 |
6.2 光形态建成和信号转导 |
7 表观遗传调控 |
7.1 组蛋白修饰 |
7.1.1 组蛋白甲基化 |
7.1.2 组蛋白乙酰化 |
7.2 染色质组装与重塑 |
7.3 DNA甲基化 |
7.3.1 DNA甲基化与基因沉默 |
7.3.2 DNA甲基化与进化 |
7.4 非编码RNA |
7.4.1 新型RNA |
7.4.2 RNA结合蛋白 |
8 细胞骨架与细胞内蛋白质转运 |
8.1 细胞骨架系统及其调控 |
8.2 液泡及囊泡运输 |
9 植物系统进化 |
9.1 分子进化、比较基因组学和进化发育生物学 |
9.2 系统发育与生物地理学 |
1 0 植物生态与环境生物学 |
(3)植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展(论文提纲范文)
1 根的结构与生长过程 |
2 ABA调控主根生长发育 |
2.1 ABA介导生长素途径进而调控主根生长 |
2.2 ABA通过介导乙烯途径进而调控主根生长 |
2.3 ABA通过介导其他途径进而调控主根生长 |
3 ABA调控侧根生长发育 |
4 ABA调控根毛生长发育 |
5 展望 |
(4)番木瓜生长素响应因子基因CpARF2调控果实采后成熟的机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
主要英文缩略词对照表 |
第1章 前言 |
1.1 番木瓜研究概述 |
1.2 番木瓜采后研究概述 |
1.3 植物激素在果实成熟衰老中的作用 |
1.4 生长素参与果实成熟的研究进展 |
1.5 模式植物ARF研究进展 |
1.5.1 ARF转录因子的起源、结构和分类 |
1.5.2 ARF转录因子的功能研究进展 |
1.5.3 ARF转录因子与植物激素信号互作 |
1.5.4 ARF转录因子参与调控果实成熟 |
1.6 番木瓜生长素信号途径研究进展 |
1.7 高通量转录组测序、互作蛋白筛库技术简介 |
1.8 研究目的、意义及技术路线 |
第2章 基于RNA-SEQ技术挖掘番木瓜果实成熟过程中生长素相关基因 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 主要试剂与仪器 |
2.1.3 方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 番木瓜果实不同成熟阶段材料的选取及生理指标测定 |
2.2.2 番木瓜期果实不同成熟阶段的ACC及 IAA的动态变化 |
2.2.3 RNA提取、转录组测序及数据的质量评估 |
2.2.4 基因注释与表达量统计 |
2.2.5 番木瓜果实成熟不同阶段差异表达基因分析 |
2.2.6 基于转录组的单个核苷酸变异(SNP)及 RNA编辑(RNA editing)分析 |
2.2.7 基于转录组的生长素相关基因分析 |
2.2.8 定量PCR验证生长素相关差异表达基因 |
2.3 讨论 |
2.4 本章小结 |
第3章 番木瓜生长素响应因子(CPARF)家族分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 材料 |
3.1.2 试剂盒及主要仪器 |
3.1.3 方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 番木瓜CpARF家族基因鉴定 |
3.2.2 番木瓜CpARF家族系统进化和基因结构分析 |
3.2.3 基于氨基酸组分差异的CpARF家族基因分类 |
3.2.4 番木瓜CpARF基因的组织特异性表达模式 |
3.2.5 番木瓜CpARF基因在果实发育成熟各个阶段的表达谱 |
3.2.6 番木瓜果实中CpARF基因对外施生长素及生长素抑制剂的响应 |
3.3 讨论 |
3.4 本章小结 |
第4章 番木瓜CPARF2基因的克隆及其功能研究 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 主要仪器与药品 |
4.1.3 实验方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 CpARF2基因全长序列克隆及序列分析 |
4.2.2 CpARF2基因表达及启动子活性检测分析 |
4.2.3 CpARF2基因的亚细胞定位及超量表达载体构建 |
4.2.4 CpARF2亚细胞定位 |
4.2.5 番木瓜果实瞬时CpARF2 超量表达及CpARF2 抑制表达分析 |
4.2.6 超量表达CpARF2转基因番茄分析 |
4.2.7 超量表达CpARF2转基因番茄转录组分析 |
4.2.8 超量表达CpARF2转基因拟南芥分析 |
4.2.9 超量表达CpARF2影响拟南芥对生长素的响应 |
4.2.10 超量表达CpARF2转基因材料黄化苗实验 |
4.2.11 超量表达CpARF2影响拟南芥对乙烯的响应 |
4.2.12 超量表达CpARF2转基因拟南芥转录组分析 |
4.2.13 转录组分析揭示超量表达CpARF2对拟南芥黄酮类化合物合成代谢的影响 |
4.2.14 转录组分析揭示超量表达CpARF2对成熟相关基因的表达的影响 |
4.3 讨论 |
4.4 本章小结 |
第5章 番木瓜CPARF2互作蛋白筛选鉴定及对果实成熟相关基因的调控 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 材料 |
5.1.2 化学试剂及仪器设备 |
5.1.3 方法 |
5.2 结果 |
5.2.1 番木瓜果实cDNA文库构建 |
5.2.2 酵母文库重组率及均一化效率验证 |
5.2.3 番木瓜p GBKT7-CpARF2 诱饵载体构建 |
5.2.4 CpARF2的转录自激活检测 |
5.2.5 CpARF2互作蛋白筛选结果及初步分析 |
5.2.6 CpARF2关键互作蛋白的酵母双杂交验证 |
5.2.7 CpARF2、CpEIL1和CpAP2/ERF蛋白原核表达 |
5.2.8 CpARF2 关键互作蛋白的GST Pull-down验证 |
5.2.9 CpARF2 与关键蛋白互作的BiFC验证 |
5.2.10 CpARF2 与关键蛋白互作的LCI验证 |
5.2.11 CpARF2和CpEIL1 在体外结合CpACS1、CpACO1、CpXTH和CpPE51的启动子 |
5.2.12 CpARF2 促进CpEIL1 结合CpACS1、CpACO1、CpXTH12 和CpPE51的启动子 |
5.2.13 CpARF2和CpEIL1 互作调控CpACS1、CpACO1、CpXTH12 和CpPE51的研究 |
5.3 讨论 |
5.4 本章小结 |
全文总结 |
主要结论 |
主要创新点 |
后续研究设想 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
(5)OsDof15和SCP1通过乙烯调控水稻耐逆性和生长发育的分子机理(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 文献综述 |
1.1 Dof家族 |
1.1.1 Dof家族基因结构与功能 |
1.1.2 Dof家族参与调控植物激素途径 |
1.1.3 Dof家族参与非生物胁迫反应 |
1.2 乙烯 |
1.2.1 乙烯的生物合成与调控 |
1.2.2 乙烯的信号转导途径 |
1.2.3 乙烯与盐胁迫 |
1.3 抗坏血酸 |
1.3.1 抗坏血酸的生理作用 |
1.3.2 抗坏血酸的合成与调控 |
1.3.3 抗坏血酸在植物体内的代谢与再生 |
2 引言 |
2.1 研究目的与意义 |
2.2 研究内容 |
2.3 技术路线 |
3 材料与方法 |
3.1 实验材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 试剂 |
3.1.3 引物 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 培养基配置 |
3.2.2 水稻的种植 |
3.2.3 抗坏血酸含量测定 |
3.2.3.1 制订测抗坏血酸标准曲线 |
3.2.3.2 植物组织抗坏血酸含量测定 |
3.2.4 实时荧光定量RCR |
3.2.4.1 植物总RNA的提取 |
3.2.4.2 反转录制备cDNA第一条链 |
3.2.4.3 实时荧光定量PCR检测目的基因表达水平 |
3.2.5 表型分析 |
3.2.5.1 盐表型 |
3.2.5.2 外源施加抗坏血酸的盐表型 |
3.2.5.3 胚芽鞘表型 |
3.2.5.4 干旱表型 |
3.2.5.5 农艺表型 |
3.2.6 乙烯含量测定 |
3.2.6.1 种子的消毒与种植 |
3.2.6.2 乙烯含量测定 |
3.2.7 水稻基因组DNA的提取 |
3.2.7.1 DNA提取液的配制 |
3.2.7.2 DNA的提取方法 |
3.2.8 图位克隆 |
3.2.8.1 基因初步定位 |
3.2.8.2 基因精细定位 |
3.2.9 基因扩增 |
3.2.9.1 PCR反应体系 |
3.2.9.2 PCR扩增产物电泳及胶回收 |
4 结果分析 |
4.1 OsDof15正调控水稻耐盐性的功能分析 |
4.1.1 各种激素和逆境胁迫诱导下OsDof15的响应情况 |
4.1.2 OsDof15正调控植株耐盐性 |
4.1.3 OsDof15正调控植株体内AsA积累 |
4.1.4 外源补充AsA恢复osdof15突变体盐表型 |
4.1.5 OsDof15负调控乙烯合成 |
4.1.6 乙烯负调控水稻耐盐性 |
4.1.7 乙烯负调控体内AsA积累 |
4.1.8 外源补充AsA恢复乙烯相关突变体耐盐性 |
4.2 短胚芽鞘突变体SCP1的图位克隆 |
4.2.1 scp1突变体影响胚芽鞘生长 |
4.2.2 scp1突变体影响体内乙烯合成 |
4.2.3 scp1突变体农艺性状 |
4.2.4 SCP1负调控植株耐盐性和耐旱性 |
4.2.5 SCP1基因定位 |
5 讨论 |
5.1 OsDof15调控水稻耐盐性功能分析 |
5.2 水稻短胚芽鞘突变体SCP1基因图位克隆与功能分析 |
6 结论 |
参考文献 |
作者简介 |
(6)2015年中国植物科学若干领域重要研究进展(论文提纲范文)
1 植物发育、代谢与生殖的遗传调控 |
1.1 植物发育的遗传调控 |
1.2 植物代谢遗传调控 |
1.3 植物生殖遗传调控 |
1.4 水稻育性遗传调控及作物育种 |
1.5 水稻农艺和品质性状的遗传调控 |
1.5.1 水稻农艺性状的遗传调控 |
1.5.2 水稻品质性状的遗传调控 |
2 蛋白质组学分析 |
3 叶绿体发育和光形态建成 |
3.1 叶绿体发育 |
3.2 光合作用和光形态建成 |
4 植物激素与信号转导 |
4.1 生长素 |
4.2 脱落酸 |
4.3 赤霉素与细胞分裂素 |
4.4 茉莉素 |
4.5 乙烯 |
4.6 独脚金内酯与油菜素内酯 |
4.7 激素互作与调控网络 |
5 植物抗性与信号转导 |
6 表观遗传调控 |
6.1 组蛋白修饰和染色质重塑 |
6.2 DNA甲基化 |
6.3 RNA代谢与调控 |
7 细胞骨架与细胞内蛋白质转运 |
7.1 细胞骨架系统及其调控 |
7.2 液泡及囊泡运输 |
7.3 细胞自噬 |
8 营养的转运及胁迫适应 |
8.1 磷的转运及胁迫适应 |
8.2 氮的转运及胁迫适应 |
8.3 铁的转运及胁迫适应 |
8.4 其它营养元素 |
9 环境胁迫的应答调控 |
9.1 干旱及盐碱胁迫的响应 |
9.2 温度胁迫的响应 |
9.3 重金属和氧化胁迫的响应 |
1 0 植物系统进化 |
1 0.1 分子进化、比较基因组学和进化发育生物学 |
1 0.2 植物系统学 |
1 0.3 生物地理学 |
1 0.4 适应性进化与多样化 |
1 1 植物生态与环境生物学 |
(7)2013年中国植物科学若干领域重要研究进展(论文提纲范文)
1 植物发育、代谢与生殖的遗传调控 |
1.1 植物发育遗传调控 |
1.2 植物代谢遗传调控 |
1.3 植物生殖遗传调控 |
1.4 水稻农艺性状的遗传调控 |
2 蛋白质组学分析 |
3 叶绿体发育和光形态建成 |
3.1 叶绿体和光合作用 |
3.2 光形态建成和信号转导 |
4 植物激素与信号转导 |
4.1 细胞分裂素 |
4.2 独脚金内酯和油菜素内酯 |
4.3 乙烯和生长素 |
4.4 赤霉素和脱落酸 |
4.5 茉莉酸 |
4.6 激素互作 |
5 植物抗性与信号转导 |
6 表观遗传调控和RNA代谢 |
6.1 DNA甲基化和组蛋白修饰 |
6.2 RNA代谢和蛋白质修饰 |
7 细胞骨架与物质运输 |
7.1 细胞骨架及其结合蛋白 |
7.2 细胞结构和物质运输 |
8 营养的转运及胁迫适应 |
8.1 磷的转运及胁迫适应 |
8.2 氮的转运及胁迫适应 |
8.3 离子吸收及信号转导 |
8.4 其它营养元素 |
9 环境胁迫与适应 |
9.1 干旱和盐胁迫 |
9.2 温度胁迫 |
9.3 氧化胁迫 |
9.4 重金属胁迫 |
9.5 其它环境胁迫 |
1 0 植物系统进化 |
1 0.1 分子进化、比较基因组学和进化发育生物学 |
1 0.2 植物系统学与生物地理学 |
1 1 植物生态与环境生物学 |
(8)miR171b在番茄生长发育中的功能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
第一章 前言 |
1.1 MicroRNAs概述 |
1.1.1 MicroRNAs生物合成过程 |
1.1.2 MicroRNAs的作用机制 |
1.1.3 MicroRNAs常用研究方法 |
1.2 MicroRNAs参与植物生长发育的调控 |
1.2.1 MicroRNAs参与根部生长的调控 |
1.2.2 MicroRNAs参与芽发育调控 |
1.2.3 MicroRNAs参与花器官发育的调控 |
1.2.4 MicroRNAs参与果实发育的调控 |
1.3 MicroRNAs参与植物逆境胁迫的调控 |
1.3.1 MicroRNAs参与植物温度胁迫的调控 |
1.3.2 MicroRNAs参与植物渗透胁迫的调控 |
1.3.3 MicroRNAs参与植物病害胁迫的调控 |
1.4 本文研究的目的和意义 |
第二章 番茄miR171b突变体和过表达材料的构建 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 miR171b突变体和过表达材料构建和植株转化 |
2.1.3 番茄遗传转化 |
2.1.4 转基因植株验证 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 番茄miR171b的克隆和过表达载体的构建 |
2.2.2 番茄mi R171b过表达载体和crispr载体的遗传转化 |
2.2.3 番茄miR171b过表达和突变体株系的鉴定 |
2.3 讨论 |
第三章 miR171b参与了番茄生长发育和花粉发育的进程 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 植物材料与生长条件 |
3.1.2 光合参数测定 |
3.1.3 植物激素测定 |
3.1.4 表型鉴定 |
3.1.5 花青素提取与检测 |
3.1.6 花粉活力测定 |
3.1.7 花粉体外萌发检测 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 miR171b参与调控种子萌发 |
3.2.2 miR171b在植物形态建成中的作用 |
3.2.3 miR171b影响番茄植株光合作用 |
3.2.4 miR171b负调控参与番茄叶片花青素的积累 |
3.2.5 miR171b影响叶片中内源激素的平衡 |
3.2.6 miR171b影响番茄花粉活力 |
3.3 讨论 |
第四章 miR171b参与番茄果实产量和营养品质的调控 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 植物材料处理 |
4.1.2 果实成熟时间及产量统计 |
4.1.3 果实可溶性糖及有机酸含量的测定 |
4.1.4 果实类胡萝卜素含量的测定 |
4.1.5 果实乙烯含量的测定 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 miR171b影响番茄果实单株产量 |
4.2.2 miR171b影响番茄果实成熟 |
4.2.3 miR171b改善果实品质 |
4.3 讨论 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
(9)蒺藜苜蓿赤霉素合成基因MtGA3ox1生物学功能解析(论文提纲范文)
博士学位论文评阅人、答辩委员会签名表 |
摘要 |
abstract |
英文缩略表 |
第一章 引言 |
1.1 蒺藜苜蓿TNT1突变体研究进展 |
1.1.1 蒺藜苜蓿基因组研究概述 |
1.1.2 逆转录转座子Tnt1研究进展 |
1.1.3 蒺藜苜蓿Tnt1突变体库在功能基因组中的应用 |
1.2 植物赤霉素研究进展 |
1.2.1 赤霉素生物合成 |
1.2.2 赤霉素与植株矮化 |
1.2.3 赤霉素与生物固氮 |
1.2.4 赤霉素与其他植物激素 |
1.3 豆科植物蛋白质组学研究进展 |
1.3.1 豆科植物的蛋白质组学 |
1.3.2 豆科植物蛋白质组学分析数据库 |
1.4 豆科植物代谢组学研究进展 |
1.4.1 代谢组学与作物育种 |
1.4.2 豆科植物代谢组数据库 |
1.5 研究的目的和意义 |
第二章 蒺藜苜蓿矮化突变体表型分析及突变基因鉴定 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 ga3ox1突变体筛选鉴定 |
2.2.2 ga3ox1突变体表型分析 |
2.2.3 ga3ox1突变体种皮颜色与类黄酮含量 |
2.2.4 ga3ox1突变体叶片颜色与叶绿素含量 |
2.2.5 ga3ox1突变体叶片及叶柄发育 |
2.2.6 液质联用技术(HPLC-MS)检测ga3ox1 突变体赤霉素含量 |
2.2.7 外源赤霉素处理恢复ga3ox1突变体矮化表型 |
2.3 讨论 |
2.3.1 ga3ox1突变体分子鉴定和表型分析 |
2.3.2 蒺藜苜蓿赤霉素内部稳态变化 |
第三章 蒺藜苜蓿MTGA3OX1 功能验证 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 Mt GA3ox1 基因启动子响应元件预测分析 |
3.2.2 Mt GA3ox1 基因表达模式分析 |
3.2.3 Mt GA3ox1 基因组织化学定位 |
3.2.4 Mt GA3ox1 组织表达特异性 |
3.2.5 外源GA3 以及调环酸钙处理对R108及ga3ox1 突变体的影响 |
3.2.6 转基因蒺藜苜蓿ga3ox1突变体互补实验 |
3.2.7 转Mt GA3ox1 基因拟南芥表型分析 |
3.3 讨论 |
3.3.1 激素及外部环境调控赤霉素的生物合成 |
3.3.2 Mt GA3ox1 基因表达模式和功能分析 |
第四章 差异蛋白质组学与代谢组学联合分析 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 实验方法 |
4.2 结果分析 |
4.2.1 蒺藜苜蓿R108与ga3ox1突变体叶片差异蛋白质组学研究 |
4.2.2 蒺藜苜蓿R108与ga3ox1突变体叶片非靶向代谢组学研究 |
4.2.3 R108与ga3ox1突变体叶片差异蛋白质组学与代谢组学联合分析 |
4.3 讨论 |
第五章 赤霉素调控花青素合成及氮代谢 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 实验材料 |
5.1.2 实验方法 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 ga3ox1 突变体上调表达基因KEGG富集分析 |
5.2.2 赤霉素抑制花青素的生物合成途径 |
5.2.3 外源GA3以及调环酸钙处理对花青素生物合成途径的影响 |
5.2.4 转基因蒺藜苜蓿中花青素生物合成的变化 |
5.2.5 蒺藜苜蓿根系和叶片DMACA染色 |
5.2.6 基于HPLC-MS黄酮类化合物测定 |
5.2.7 ga3ox1 突变体下调表达基因KEGG富集分析 |
5.2.8 氮转运与氮代谢相关基因蛋白水平和转录水平验证 |
5.2.9 赤霉素参与调控氮的转运与氮代谢 |
5.2.10 蒺藜苜蓿转基因株系中氮代谢的变化 |
5.3 讨论 |
5.3.1 赤霉素抑制花青素生物合成 |
5.3.2 赤霉素正向调控氮代谢 |
5.3.3 类黄酮生物合成和氮代谢相互作用 |
第六章 全文总结 |
6.1 结论 |
6.2 本论文创新点 |
6.3 下一步展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简历 |
(10)基于转录组测序挖掘老芒麦落粒候选基因及其功能分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
第二章 国内外研究进展 |
2.1 植物DNA分子标记 |
2.1.1 分子标记的发展 |
2.1.2 SCoT分子标记技术 |
2.2 植物落粒性状研究进展 |
2.2.1 落粒的形态学基础 |
2.2.2 落粒的解剖学基础 |
2.2.3 落粒的生理机制研究 |
2.2.4 落粒的分子生物学研究 |
2.2.5 禾本科牧草种子落粒性研究进展 |
2.3 转录组测序技术在植物中的研究进展 |
2.3.1 第二代转录组测序技术在植物中的应用 |
2.3.2 第三代转录组测序技术在植物中的应用 |
2.4 转基因技术在牧草育种中的应用 |
2.5 老芒麦研究概述 |
2.5.1 老芒麦种质资源评价及育种研究 |
2.5.1.1 形态学水平 |
2.5.1.2 细胞学水平 |
2.5.1.3 蛋白质水平 |
2.5.1.4 分子水平 |
2.5.2 老芒麦重要农艺性状生物学基础研究进展 |
2.5.2.1 抗逆特性 |
2.5.2.2 种子产量 |
2.5.2.3 落粒特性 |
2.6 研究目的和意义 |
2.7 研究技术路线 |
第三章 利用SCoT标记评价中国老芒麦种质遗传多样性 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 植物材料 |
3.2.2 DNA提取 |
3.2.3 SCoT-PCR扩增 |
3.2.4 数据分析 |
3.3 结果 |
3.3.1 SCoT标记的多态性 |
3.3.2 遗传多样性分析 |
3.3.2.1 地理区域间的遗传多样性 |
3.3.2.2 地理区域内的遗传多样性 |
3.3.3 类群结构与聚类分析 |
3.4 讨论 |
3.4.1 SCoT标记的多态性 |
3.4.2 遗传多样性分析 |
3.4.3 类群结构分析 |
3.4.4 保护意义 |
第四章 老芒麦离区组织学和酶活性分析 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 切片制作 |
4.2.3 电镜扫描 |
4.2.4 纤维素酶和多聚半乳糖醛酸酶的测定 |
4.2.5 断裂拉伸张力(BTS)测定 |
4.2.6 数据处理 |
4.3 结果 |
4.3.1 老芒麦种子离区解剖结构分析 |
4.3.2 老芒麦种子断裂面扫描结构分析 |
4.3.3 老芒麦种柄离区纤维素酶(CE)和多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性变化 |
4.3.4 老芒麦断裂拉伸张力与细胞壁水解酶活性关系 |
4.4 讨论 |
4.4.1 老芒麦种子落粒与种子离区结构的关系 |
4.4.2 老芒麦落粒与种子离区细胞壁水解酶的关系 |
第五章 利用转录组测序挖掘老芒麦落粒候选基因 |
5.1 前言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 植物材料和生长条件 |
5.2.2 RNA提取 |
5.2.3 PacBio cDNA文库构建和第三代测序 |
5.2.4 Illumina cDNA文库构建和第二代测序 |
5.2.5 SMRT序列数据的质量过滤和纠错 |
5.2.6 功能注释 |
5.2.7 鉴定开放阅读框(ORF)、简单重复序列(SSRs)、转录因子(TFs)、长链非编码RNA(lncRNAs)和可变剪接体(ASs) |
5.2.8 鉴定差异表达基因(DEG) |
5.2.9 基因表达数据的分析 |
5.2.9.1 GO和 KEGG富集分析 |
5.2.9.2 短时间序列表达挖掘分析 |
5.2.9.3 基因集富集分析 |
5.2.9.4 加权基因共表达网络分析 |
5.2.9.5 数据可视化分析 |
5.2.10 通过定量荧光实时PCR(qRT-PCR)验证RNA-seq数据 |
5.3 结果 |
5.3.1 老芒麦落粒差异性材料转录组分析 |
5.3.1.1 不同基因型差异表达基因鉴定 |
5.3.1.2 种子脱落相关生物学过程差异表达基因分析 |
5.3.1.3 利用实时荧光定量PCR验证测序数据 |
5.3.2 老芒麦离区不同发育时期转录组分析 |
5.3.2.1 离区不同发育时期差异表达基因分析 |
5.3.2.2 落粒相关生物学过程的基因集富集分析 |
5.3.3 老芒麦落粒关键候选基因挖掘 |
5.3.3.1 通过比较转录组分析筛选参与种子落粒的候选基因 |
5.3.3.2 通过加权基因共表达网络分析筛选种子落粒关键基因 |
5.4 讨论 |
5.4.1 细胞壁的形成及水解相关基因的表达与种子落粒 |
5.4.2 植物激素代谢相关基因的表达与种子落粒 |
5.4.3 离区木质素代谢相关基因表达与种子落粒 |
5.4.4 老芒麦落粒关键基因筛选 |
第六章 老芒麦落粒基因Es-BEL1功能研究 |
6.1 前言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 所需仪器、试剂和材料等 |
6.2.2 RNA提取及基因克隆 |
6.2.3 载体构建与转化拟南芥 |
6.2.4 亚细胞定位 |
6.2.5 形态数据和生理指标测定 |
6.2.6 多序列比对和系统树构建 |
6.2.7 实时荧光定量PCR |
6.3 结果 |
6.3.1 落粒基因Es-BEL1进化分析与表达模式 |
6.3.1.1 Es-BEL1基因信息与进化树构建 |
6.3.1.2 Es-BEL1基因的表达模式 |
6.3.1.3 Es-BEL1基因在烟草叶片中的亚细胞定位 |
6.3.2 拟南芥过表达Es-BEL1基因 |
6.3.2.1 过表达株系的表型变化 |
6.3.2.2 过表达株系的生理指标测定 |
6.3.2.3 过表达株系脱落相关基因的表达变化 |
6.4 讨论 |
6.4.1 BEL1基因对植物表型的影响 |
6.4.2 Es-BEL1基因降低荚果(种子)脱落机制 |
第七章 结论与创新点 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
在学期间研究成果 |
致谢 |
附录 |
一、缩略词表 |
二、附表 |
三、附图 |
四、乙烯——一种重要的植物激素(论文参考文献)
- [1]不同抗旱性紫花苜蓿响应干旱的生理及分子机制研究[D]. 张翠梅. 甘肃农业大学, 2019
- [2]2016年中国植物科学若干领域重要研究进展[J]. 王小菁,萧浪涛,董爱武,王台,钱前,漆小泉,陈凡,左建儒,杨淑华,顾红雅,陈之端,姜里文,白永飞,孔宏智,种康. 植物学报, 2017(04)
- [3]植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展[J]. 郑钏,杨颖增,罗晓峰,代宇佳,刘卫国,杨文钰,舒凯. 植物科学学报, 2019(05)
- [4]番木瓜生长素响应因子基因CpARF2调控果实采后成熟的机制研究[D]. 刘锴栋. 湖南农业大学, 2019(01)
- [5]OsDof15和SCP1通过乙烯调控水稻耐逆性和生长发育的分子机理[D]. 王芳芳. 安徽农业大学, 2019(05)
- [6]2015年中国植物科学若干领域重要研究进展[J]. 杨淑华,王台,钱前,王小菁,左建儒,顾红雅,姜里文,陈之端,白永飞,孔宏智,陈凡,萧浪涛,董爱武,种康. 植物学报, 2016(04)
- [7]2013年中国植物科学若干领域重要研究进展[J]. 袁明,瞿礼嘉,王小菁,钱前,杨维才,王台,孔宏智,蒋高明,种康. 植物学报, 2014(04)
- [8]miR171b在番茄生长发育中的功能研究[D]. 潘燕婷. 浙江大学, 2020(01)
- [9]蒺藜苜蓿赤霉素合成基因MtGA3ox1生物学功能解析[D]. 孙浩. 中国农业科学院, 2019(01)
- [10]基于转录组测序挖掘老芒麦落粒候选基因及其功能分析[D]. 张俊超. 兰州大学, 2020(01)