收藏本站

高粱WIN1基因特有RNA剪接方式及其相应转录本的生物学功能研究

【摘要】:截止2017年,我国高粱种植面积已达1500万亩,其中高粱生产主要以粒用高粱为主。高粱抽穗后叶片和茎秆叶鞘表面会出现大量肉眼可见的白色粉霜状结构,称其为蜡质,高粱丰富的内嵌蜡质结构和外层表皮蜡质可以防止水分散失,保护高粱免受不同环境胁迫的伤害,进而提高其抗旱、抗虫、耐贫瘠等特性,使高粱产量得到大幅提升。为充分挖掘和利用高粱的抗旱遗传潜势,本研究深入分析了高粱蜡质基因的作用机理,以期将抗旱基因和抗旱功能紧密联系起来。本试验根据在田间测定的蜡质含量结果,以高粱保持系BTx622为材料,进行转录组学分析,并分别克隆了高粱蜡质相关基因SbWIN1的全长转录本SbWIN1-204及特有剪接转录本SbWIN1-27,在模式植物拟南芥和高粱中构建了过表达载体并且对转基因植物进行了研究。主要试验结果如下:1、不同类型高粱茎秆蜡质含量变化规律研究采用色差法对高粱蜡质进行测定。不同类型高粱之间茎秆的蜡质含量有明显的差异,粒用高粱BTx622蜡质含量最高;饲草高粱茎秆自上而下各节段的蜡质含量呈现出高-低-高的变化趋势;不同类型高粱在同一生育时期内蜡质累积量不同,饲草高粱为抽穗期开花期乳熟期蜡熟期完熟期,甜高粱为乳熟期抽穗期开花期蜡熟期完熟期;不同类型高粱在同一个生育时期内蜡质日变化呈单峰曲线,蜡质含量的峰值出现在13:00时。2、高粱不同器官的转录组学分析利用Illumina HiSeq 4000测序平台,对粒用高粱BTx622的六大器官(根、茎、叶、叶鞘、小穗和幼苗)进行转录组测序以及生物信息学分析。转录组测序获得321 790 986条原始测序序列(Raw reads),过滤后获得311 985 466条序列(Clean reads);共鉴定出37 310个基因及469 601个可变剪接事件。在分析可变剪接的过程中发现,蜡质相关基因SbWIN1共存在7种可变剪接序列,除全长转录本外,均属于第一个外显子可变剪接(TSS)和最后一个外显子可变剪接(TTS)。其中,全长转录本编码204个氨基酸(命名为SbWIN1-204),而最短的转录本仅编码27个氨基酸(命名为SbWIN1-27)。3、高粱WIN1基因不同剪接转录本的分离及生物学功能鉴定为进一步探究SbWIN1基因两种转录本之间的异同,分别对其进行克隆并通过Gateway技术构建了含有EGFP的过表达载体,通过农杆菌介导法转化拟南芥和高粱并进行相关功能鉴定。SbWIN1-204和SbWIN1-27转录本均含有AP2保守结构域,属于AP2家族,在高粱的六大器官中也有不同程度的表达,在茎中表达量最高;荧光显微镜下观察EGFP转基因拟南芥发现,SbWIN1-204仅在细胞核中有荧光现象,而SbWIN1-27在细胞的各个部位均有荧光现象;通过扫描电镜进一步观察发现,与野生型植物的蜡质相比,转基因植物表皮蜡质明显增加,抗旱性也大幅提高,但SbWIN1-204转基因植物的蜡质含量略高于SbWIN1-27,表明SbWIN1基因对蜡质合成途径起到正调控作用。利用农杆菌介导法探究高粱转基因体系,以高粱的幼穗和幼胚作为外植体,发现忻梁52和三尺三品种的分化率较高,可获得少量抗性愈伤组织,但均未分化出转基因苗,全部褐变致死。
【学位授予单位】:天津农学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S514;Q943.2

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵玉涛;王振杰;贾晋;潘建刚;;农杆菌介导的高粱遗传转化研究进展[J];分子植物育种;2015年12期
2 陈嘉贝;张芙蓉;黄丹枫;张利达;张屹东;;盐胁迫下两个甜瓜品种转录因子的转录组分析[J];植物生理学报;2014年02期
3 孙瑞芬;闫素丽;安玉麟;;向日葵单染色体显微分离及特异文库的构建[J];中国细胞生物学学报;2014年01期
4 吴倩;张磊;黄志平;王大刚;胡国玉;;转录组测序及其在野生大豆基因资源发掘中的应用[J];大豆科学;2013年06期
5 李婧婧;黄俊华;谢树成;;植物蜡质及其与环境的关系[J];生态学报;2011年02期
6 罗峰;孙守钧;裴忠有;高建明;李子芳;;甜高粱饲用品质性状与形态性状的相关分析[J];华北农学报;2009年06期
7 山仑;徐炳成;;论高粱的抗旱性及在旱区农业中的地位[J];中国农业科学;2009年07期
8 王海莲;管延安;张华文;杨延兵;秦岭;;高粱基因组学研究进展[J];基因组学与应用生物学;2009年03期
9 王美芳;陈巨莲;原国辉;雷振生;吴政卿;赵献林;;植物表面蜡质对植食性昆虫的影响研究进展[J];生态环境学报;2009年03期
10 苏红;;植物功能基因组学研究进展[J];科技创新导报;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张美翠;尹姣;曹雅忠;仵均祥;李克斌;;转录组测序及其在昆虫研究中的应用[A];2014年中国植物保护学会学术年会论文集[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘怡轩;在线式分光测色仪研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年
2 张婷;长雄野生稻地下茎及耐冷性状功能基因组学及比较转录组学分析[D];武汉大学;2013年
3 邵艳军;高粱、玉米苗期抗旱生理与分子机制的比较研究[D];西北农林科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓斌;蜡梅(Chimonanthus praecox)CpCPC基因的克隆及功能初步分析[D];西南大学;2014年
2 王露霞;农杆菌介导的高粱遗传转化及木质素合成相关基因的多态性研究[D];山东大学;2014年
3 刘娟;高粱株高和抗蚜连锁标记的发掘与验证[D];河北农业大学;2014年
4 焦少杰;黑龙江省西部高梁生产发展对策研究[D];中国农业科学院;2013年
5 吕羿;小鼠大脑及胰腺组织时序特异性可变剪接转录本的全基因组分析[D];华中师范大学;2013年
6 张彦红;不同种植密度对甜高粱生长发育、产量及含糖量的影响[D];新疆农业大学;2012年
7 宋鉴达;利用超声波介导花粉转化法获得转植酸酶玉米的研究[D];吉林大学;2012年
8 申爱娟;转基因油菜W-4高油酸性状遗传及T-DNA整合位点分析[D];南京农业大学;2012年
9 史翠平;PVA缓释/控释包装薄膜的研究[D];湖南工业大学;2012年
10 郭秀微;原料奶中细菌增殖情况及检测问题的研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙瑞芬;张艳芳;郭树春;于海峰;李素萍;聂惠;乔慧蕾;安玉麟;;基于RNA-Seq技术的盐胁迫向日葵转录组信息分析[J];分子植物育种;2015年12期
2 昝利;石辉;武云飞;刘雄飞;王玉涛;;大叶女贞无气孔角质膜的水分渗透性研究[J];生物学杂志;2015年06期
3 王永平;张爱民;廖芳芳;付文婷;邢丹;;植物表皮蜡质的研究进展[J];贵州农业科学;2015年12期
4 殷卉;王英;高和琼;庄南生;;巴西橡胶树单染色体显微分离及其两种体外扩增方法比较[J];分子植物育种;2015年11期
5 杨帅;郜海燕;楚文靖;;植物表皮蜡质及其在果蔬贮藏中的作用[J];浙江师范大学学报(自然科学版);2015年04期
6 胡小文;姚艳丽;邢淑莲;徐磊;刘洋;;甘蔗、斑茅及割手密Ⅲ型过氧化物酶基因克隆及比较分析[J];分子植物育种;2015年10期
7 倪先林;赵甘霖;汪小楷;刘天朋;陈国民;丁国祥;;42份糯高粱种质资源的SSR标记遗传多样性分析[J];分子植物育种;2015年09期
8 高明超;李继洪;陈冰嬬;高士杰;;高粱的抗逆高产及用途优势探讨[J];现代农业科技;2015年18期
9 陈娜;迟晓元;潘丽娟;陈明娜;禹山林;;MYB转录因子在植物盐胁迫调控中的研究进展[J];植物生理学报;2015年09期
10 桂枝;高建明;袁庆华;罗峰;裴忠有;孙守钧;;苏丹草生长早期耐旱性评价方法及种质耐旱性筛选[J];草地学报;2015年05期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 李瑞雪;抗寒常绿木兰科植物的筛选及抗寒机理研究[D];中南林业科技大学;2018年
2 王前前;玉米热激转录因子ZmHsfA4α的抗旱功能研究[D];安徽农业大学;2017年
3 刘奕琳;墨西哥柏幼苗生长规律及其耐盐抗旱特性研究[D];南京林业大学;2013年
4 刘锦川;加拿大披碱草与老芒麦亲缘关系及抗性生理研究[D];内蒙古农业大学;2011年
5 陆燕元;干旱胁迫及复水过程中转Cu/Zn SOD和APX基因甘薯生理生化响应机制研究[D];西北农林科技大学;2010年
6 胡生荣;三种滨藜的旱盐逆境胁迫及其引种适应性评价[D];内蒙古农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王司雯;普鲁兰多糖基静电纺丝纳米纤维膜的制备及性能研究[D];渤海大学;2019年
2 郝近羽;高粱WIN1基因特有RNA剪接方式及其相应转录本的生物学功能研究[D];天津农学院;2018年
3 刘家杏;甜高粱中硝酸盐与亚硝酸盐含量及降低技术研究[D];华南农业大学;2018年
4 唐婷婷;流延法制备低温水溶性PVA/淀粉薄膜的研究[D];浙江理工大学;2018年
5 梁永良;四个甜高粱品种引种试验及青贮的初步研究[D];广西大学;2017年
6 李晨;具有智能控释性能的食品抗菌包装膜的研制与应用[D];仲恺农业工程学院;2017年
7 杜浩;能源植物甜高粱耐盐品种的筛选、组织培养及其遗传转化研究[D];江苏大学;2017年
8 张秉铭;兰州饲用高粱抗蚜性评价与蚜虫种群动态研究[D];甘肃农业大学;2017年
9 杨帆;新型钒—喹诺酮配合物的制备及其抑菌活性[D];佳木斯大学;2017年
10 包攀峰;犁旋组合式开沟起垄机设计与试验研究[D];湖南农业大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李小兰;胡玉鑫;杨星;于晓东;李秋莉;;非生物胁迫相关NAC转录因子的结构及功能[J];植物生理学报;2013年10期
2 侯丽霞;王文杰;郭秀萍;傅佩宁;刘新;;三个葡萄WRKYs基因的克隆及表达特性分析[J];植物生理学报;2013年03期
3 周华;张新;刘腾云;余发新;;高通量转录组测序的数据分析与基因发掘[J];江西科学;2012年05期
4 陈晓静;李广苹;申艳红;;漳州水仙随体染色体的分离及DNA文库的构建[J];热带作物学报;2012年08期
5 程立宝;李淑艳;李岩;尹静静;陈学好;李良俊;;莲藕根状茎膨大过程中淀粉合成相关基因的表达[J];中国农业科学;2012年16期
6 魏利斌;苗红梅;张海洋;;芝麻发育转录组分析[J];中国农业科学;2012年07期
7 李庆岗;陶立;;高通量测序技术及其在生命科学中的应用[J];畜牧与饲料科学;2012年02期
8 岳桂东;高强;罗龙海;王军一;许姣卉;尹烨;;高通量测序技术在动植物研究领域中的应用[J];中国科学:生命科学;2012年02期
9 王兴春;杨致荣;王敏;李玮;李生才;;高通量测序技术及其应用[J];中国生物工程杂志;2012年01期
10 莫纪波;李大勇;张慧娟;宋凤鸣;;ERF转录因子在植物对生物和非生物胁迫反应中的作用[J];植物生理学报;2011年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 薛庆生;用于空间大气遥感的临边成像光谱仪研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张洪;产植酸酶乳酸杆菌的筛选及对肉鸡生长性能和粪磷排出量的影响[D];四川农业大学;2009年
2 蒲凌奎;转基因玉米种子中重组植酸酶的提取、纯化和酶学性质研究[D];兰州大学;2009年
3 胡萌;密度对春玉米光合与衰老生理及产量的影响[D];东北农业大学;2009年
4 邓婧;甘蓝型油菜fad_2基因差异表达与脂肪酸合成的相关性分析[D];湖南农业大学;2008年
5 郭丽;大豆苗期磷代谢生理参数和大豆新型植酸酶基因(Sphy1)克隆[D];河北农业大学;2008年
6 杨文竹;转植酸酶基因玉米中植酸酶的亚细胞定位[D];中国农业科学院;2008年
7 罗莉莉;蜡梅Chimonanthus praecox (L.)Link转录因子1R-Myb1基因的克隆与功能初探[D];西南大学;2008年
8 梁会娟;甘蓝型油菜fad2基因的RNA干扰及转基因植株的获得[D];郑州大学;2007年
9 张宏军;EMS处理对甘蓝型油菜的影响及Fad2基因的克隆和序列分析[D];湖南农业大学;2007年
10 戴晓峰;油菜脂肪酸合成关键基因的克隆与脂肪酸积累模式研究[D];中国农业科学院;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王晓婷;黄维云;;RNA剪接体研究前沿动态[J];国际学术动态;2017年02期
2 王善治,袁榴娣;SR蛋白研究进展[J];东南大学学报(医学版);2003年04期
3 陈婉南;郭丹华;陈金烟;林万松;林建银;林旭;;2.2kb乙型肝炎病毒剪接特异性蛋白对Huh7细胞基因表达的影响[J];中国病原生物学杂志;2008年05期
4 陆颖;高晨曦;韩斌;;水稻mRNA多聚腺苷化信号位点的序列分析[J];科学通报;2006年07期
5 吴瑛,赫荣乔;RNA剪接因子结构与功能研究进展[J];生物化学与生物物理进展;2003年04期
6 李力,张令强,贺福初;SR蛋白在几种生物中的缺陷型研究进展[J];医学分子生物学杂志;2004年06期
7 朱笠;刘江红;吴瑛;;转录后基因调控异常与老年性痴呆[J];生物化学与生物物理进展;2012年08期
8 周国平,陈吉庆,吴升华,陈晓禹,陈辉,吴元俊;钾-氯协同转运子1新的同分异构体的发现及其转录调控意义[J];中华肾脏病杂志;2005年01期
9 林旭,黄清玲,郑大利,徐晓,陈凌,林建银;剪接导致截短的乙型肝炎病毒表面抗原大蛋白可诱导肝细胞空泡化[J];中华微生物学和免疫学杂志;2004年04期
10 吴龙飞;陈金烟;焦伯延;郑大利;林旭;;乙型肝炎病毒剪接蛋白在大肠埃希菌中的表达和纯化[J];中国病原生物学杂志;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 汪颖;水稻白条纹基因WSL4的图位克隆与功能分析[D];中国农业科学院;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 郝近羽;高粱WIN1基因特有RNA剪接方式及其相应转录本的生物学功能研究[D];天津农学院;2018年
2 闫晓强;RNA剪接识别研究[D];吉林大学;2009年
3 唐建鹏;水稻苗期白化致死基因OsPPR6的图位克隆和功能分析[D];南京农业大学;2016年
4 吴龙飞;酵母双杂交筛选与乙型肝炎病毒剪接特异性蛋白相互作用的肝细胞蛋白[D];福建医科大学;2012年
5 刘慎敏;乙型肝炎病毒剪接特异性蛋白HBSP与肝细胞泛转录表达因子的相互作用[D];福建医科大学;2014年
6 俞燕飞;乙型肝炎病毒剪接蛋白HBSP与肝细胞UXT的相互作用及对NF-κB通路的影响[D];福建医科大学;2016年
7 高晓阳;smn-1与uaf-1相互作用调节秀丽隐杆线虫寿命和运动功能[D];中南大学;2014年
8 齐丹;Npu RIR内含子剪接活性的定向进化和Ter dnaN-1内含子归巢机制的研究[D];东华大学;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026