一、花特异表达启动子的克隆及花色调节基因Lc表达载体的构建(论文文献综述)
宁改星[1](2020)在《苹果MdbHLH51和MdbHLH155的基因克隆及其在花青素合成中的作用》文中提出苹果(Malus domestica Borkh.)是一种具有很高经济价值的果树,红色果皮的苹果深受人们喜爱,因此分离与果实着色相关的基因并进一步进行功能验证具有很重要的意义。前期,课题组研究发现‘元帅’苹果中MdbHLH51和MdbHLH155的表达量与花青素含量显着相关,本研究进一步分离了MdbHLH51和MdbHLH155,构建了过表达载体MdbHLH51-GFP和MdbHLH155-GFP,并通过农杆菌介导的方法进行洋葱表皮亚细胞定位分析,苹果果皮瞬时表达和转化‘嘎啦’愈伤组织实验,并成功转入烟草和拟南芥,对MdbHLH51和MdbHLH155在花青素合成中的作用进行了初步研究。主要研究结果如下:1.以‘元帅’苹果果皮的cDNA为模板,通过RT-PCR克隆MdbHLH51(基因序列号:MD01G1155000)和MdbHLH155(基因序列号:MD11G1252200)。MdbHLH51的氨基酸数目是279,开放阅读框837 bp,MdbHLH155的氨基酸数目是416,开放阅读框1248 bp。生物信息学分析表明,对两个转录因子的亚细胞定位预测均定位在细胞核。进化树分析表明,MdbHLH51与玉米中参与花青素生物合成的蛋白ZmB和ZmLC同源关系较近,MdbHLH155与MdbHLH3、AtTT8和PhAN1同源关系较近。将MdbHLH51和MdbHLH155与其他物种中调控花青素合成的bHLH蛋白进行序列分析表明,MdbHLH51和MdbHLH155属于典型的bHLH转录因子。2.洋葱表皮亚细胞定位结果表明,MdbHLH51和MdbHLH155均定位于细胞核,与生物信息学的预测结果一致。MdbHLH51和MdbHLH155在‘金冠’苹果果皮中过量表达能够促进注射孔周围的花青素积累,与花青素合成相关基因也上调表达,包括MdCHI,MdCHS,MdF3H和MdUFGT。在强光条件下,MdbHLH51和MdbHLH155在‘嘎啦’苹果愈伤组织中过量表达能够促进愈伤组织的着色,其花青素含量是对照的3.4倍。3.为了进一步验证MdbHLH51和MdbHLH155的功能,在烟草和拟南芥中过表达MdbHLH51和MdbHLH155,结果表明MdbHLH51和MdbHLH155促进拟南芥叶脉处花青素的积累以及与花青素合成相关结构基因(AtF3H,AtCHS,AtCHI和AtDFR)的上调表达,这说明MdbHLH51和MdbHLH155在花青素的合成中起着正调控的作用。
郭丽萍[2](2020)在《国槐花色转录组学分析与花青苷积累关键基因功能验证》文中研究表明国槐(Sophora japonica L.)为蝶形花科(Papilionaceae)槐属落叶乔木,在我国已有3000多年的栽培历史。国槐的花瓣通常为白色或者浅黄绿色,单调的花色严重的限制了其观赏性。许多研究表明,国槐花瓣中富含黄酮、黄酮醇等物质,但其花瓣中是否含有花青苷?花青苷的种类和含量情况如何?针对这些问题的研究尚未见报道。本课题组经过多年的选育工作,筛选到了一棵粉花突变植株,该植株的旗瓣、翼瓣和龙骨瓣均为粉色,但关于该植株花色发生突变的原因尚不清楚。国槐花瓣中富含芦丁等黄酮类物质,而这些物质是花青苷合成的前体。因此,作者推测该突变植株花瓣中花青苷的含量或种类发生了变化导致了其花色转为粉色。为了证明该推测,本研究以国槐粉花突变(PM)不同时期的花瓣为研究材料,以相应时期的野生型(WT)的花瓣为对照,通过花青苷定性定量分析和转录组测序分析,挖掘了导致PM花色形成的关键基因,并对关键基因的CDS区进行克隆与功能验证。主要研究结果如下:(1)应用HPLC-DAD-MS2技术测定国槐PM和WT四个时期花瓣中的花青苷与类黄酮的种类和含量。在PM和WT的花瓣中均检测到了两种花青苷和8种黄酮醇。PM和WT花瓣中总黄酮醇的含量差异不显着,但PM中的总花青苷含量显着高于WT中的含量。(2)对PM和WT四个时期的花瓣进行了转录组测序分析。从相同时期PM和WT之间,以及PM相邻时期之间共筛选出12,151条DEGs。对DEGs进行GO和KEGG富集分析,筛选到了14条花青苷合成结构基因,其中编码DFR酶的c150127.graph_c0可能在PM花青苷积累中起关键作用。此外,该研究还鉴定到了花青苷合成关键调节基因,包括Sj PAP1、Sj MYB111、Sj MYB1b、Sj MYBL2、Sj TTG1、Sj TT8、Sj JAZ3、Sj ERS1、Sj PHYA、Sj HY5、Sj IAA19、Sj AXR3和Sj IAA27等。(3)克隆了关键基因Sj DFR(c150127.graph_c0)的CDS区,该基因编码339个氨基酸。Sj DFR蛋白序列与其他物种中的DFR蛋白高度同源,并存在NADPH酶结合位点(V10~Y30)和底物特异性结合保守基序(T131~V156)。Sj DFR的转录水平与花青苷含量相关,在花青苷含量高的花瓣组织中高表达。通过农杆菌介导的叶盘法将Sj DFR基因转化烟草。T0代转基因株系花冠颜色均有不同程度的加深,花冠中总花青苷含量均有不同程度的增加,且花青苷含量与Sj DFR转录水平正相关。(4)从国槐中分离了花青苷合成调控关键转录因子Sj PAP1。Sj PAP1与拟南芥R2R3-MYB家族中第六和第七亚组成员亲缘关系较近。构建该基因的植物过表达载体并在烟草中过表达。转基因烟草株系的叶片、花冠以及其他组织的颜色均不同程度地向红色偏移,叶片和花冠中花青苷含量相对于对照组显着增加。转基因烟草花冠和叶片中花青苷合成结构基因以及调节基因Nt AN1a与Nt AN1b的转录水平相对于对照组显着上调。
苏蓓蓓[3](2020)在《葡萄风信子MaFLS基因启动子的克隆及功能研究》文中研究指明葡萄风信子(Muscari spp.)是一种多年生单子叶球根观赏植物,花色以不同程度的蓝色为主、还有粉色、白色品种,因其具备简单的花色遗传背景,是研究单子叶植物花色育种的好材料。课题组前期研究表明葡萄风信子花色形成主要与类黄酮化合物有关,并提出假说:黄酮醇合成酶(Ma FLS)通过与二氢黄酮醇-4-还原酶(Ma DFR)竞争同一底物二氢黄酮醇从而通向黄酮醇和花青素两个支路,二者共同参与调控蓝、白葡萄风信子花色的形成。目前对蓝、白葡萄风信子花色相关的关键基因的克隆及功能验证已有研究,但在转录调控方面如何调控花色形成机理尚不明确。本研究以蓝色葡萄风信子‘黑眼睛’(M.aucheri‘Dark Eyes’)和白色葡萄风信子‘白丽人’(M.aucheri‘White Beauty’)为材料,针对黄酮醇支路上重要催化剂FLS基因及其启动子进行克隆及功能研究,主要取得以下研究结果:1.从葡萄风信子‘黑眼睛’中克隆得到一条新的FLS基因,命名为Ma FLS1。Ma FLS1基因编码区全长999 bp,编码332个氨基酸,登录号MT198683,蛋白分子量为36.96k Da,不稳定系数为40.68,预测分析属于不稳定蛋白;Ma FLS1蛋白不具有信号肽,不是分泌蛋白。2.氨基酸比对分析表明:Ma FLS1与Ma FLS氨基酸序列同源性为93.43%,与洋葱Ac FLS-HRB和Ac FLS-H6的相似性分别为71.04%和70.75%、中国水仙Nta FLS的相似性为72.54%、龙胆Gt FLS相似性为65.07%等。系统发育分析表明,Ma FLS1聚类在单子叶植物家族中,并且与葡萄风信子Ma FLS、中国水仙Nta FLS进化关系最近。3.Ma FLS1的时空表达模式分析表明,Ma FLS1的表达具有组织特异性,在葡萄风信子的根茎叶中几乎不表达,在花中S1时期(花蕾刚形成)高表达,在S2时期(花蕾开始着色)表达量逐渐下降,此后随着花的发育该基因表达相对较低至不表达。与课题组前期研究‘白丽人’Ma FLS基因表达趋势基本一致。4.采用染色体步移法克隆得到蓝白Ma FLS基因启动子p HFLS(1257 bp)、p BFLS(603 bp)。生物信息学分析显示p HFLS、p BFLS两启动子序列一致性为26.08%。除相同位置共同存在2个CAAT-box、1个TATA-box、1个G-box元件外,两启动子在转录因子结合位点元件及其它顺式作用元件位置和数量上存在较大差异:p HFLS单独存在4个CAAT-box、3个光响应元件G-box、1个I-box、1个ACE、1个顺式作用监管元件A-box、4个TATA-box、1个转录因子结合位点元件MYB、1个转录因子结合位点元件MYb;p BFLS单独存在2个TATA-box、3个CAAT-box、2个转录因子结合位点元件MYC。5.根据启动子序列上顺式作用元件所在位置,将启动子从5’端逐段进行缺失,构建p HFLS、p BFLS启动子全长及缺失片段融合报告基因表达载体,转化农杆菌GV3101并瞬时转化本氏烟草,对烟草叶片进行GUS组织化学染色分析得出,p HFLS、p BFLS启动子均有表达活性,且p BFLS启动子活性较强。p HFLS启动子活性的关键元件位于-548~-224 bp区域;p BFLS启动子活性的关键元件位于-223~-86 bp区域。6.构建p HFLS、p BFLS启动子全长与GUS基因融合表达载体,转化农杆菌GV3101并遗传转化烟草SR,对转基因植株不同组织进行GUS组织化学染色,结果表明,p HFLS、p BFLS启动子均在烟草盛花期的花药部位集中表达,且p BFLS启动子活性较强。结合葡萄风信子FLS基因表达模式,推测该基因启动子在花初期花瓣中也有所表达,本研究暂未检测到。初步推定p HFLS、p BFLS启动子为花组织特异性启动子。
高洁铭[4](2020)在《菊芋块茎表皮花青素生物合成分子机理研究》文中进行了进一步梳理菊芋(Helianthus Tuberosus L.)又称洋姜、鬼子姜,其块茎富含果聚糖等营养物质。通常菊芋块茎表皮呈白色,而有些品种表皮花青素含量聚集产生有色表型。其中高花青素含量不仅有利于菊芋提高抗逆性能,同时也是一种特殊的分子遗传标记。目前,调控菊芋块茎表皮花青素生物合成关键基因未见报道,相关分子机制尚不明确。本研究选用QY1(紫色表皮)和QY3(白色表皮)菊芋品种为材料,利用RNA-seq技术比较分析紫皮菊芋和白皮菊芋表皮中所有转录本的表达差异,筛选出控制紫色表皮性状的候选基因,并进行分离克隆及功能验证,为解析菊芋有色表皮性状奠定可靠的分子遗传基础。主要研究结果如下:(1)RNA-seq技术对紫皮菊芋(QY1)和白皮菊芋(QY3)的表皮进行测序。对测序得到的Clean data和Raw data进行组装拼接,三次重复后共获得50.04GB原始数据以及333.72Mb的读数,拼接得到197769个Unigenes,平均长度1140bp,共注释到164780个单基因。55354个Unigenes在白、紫皮菊芋中差异表达,其中28113个Unigenes在紫色表皮中表达量上调,27241个Unigenes表达下调。所有与花青素生物合成相关的结构基因在紫色表皮中表达量均高于白色表皮。调控花青素合成代谢的MYB转录因子Unigene44371_All(Ht MYB2)在紫色表皮中表达量log2Fold Change值达到8.07,在白色表皮中几乎不表达,因此预测Ht MYB2就是主要调控紫色菊芋表皮花青素合成的候选基因。RT-PCR显示参与调控花青素生物合成的结构基因多数上调,其中CHS、F3H、DFR基因在紫色表皮中上调差异较大,实验结果与转录组数据相符。(2)Ht MYB2基因全长1066bp,CDS长度为744bp,编码246个氨基酸,基因序列包含2个内含子和3个外显子。在QY1和QY3中Ht MYB2的基因组序列和编码序列完全相同。序列分析显示Ht MYB2为亲水性蛋白。系统发育树中Ht MYB2基因与调节向日葵花青素生物合成的Ha MYB90基因遗传关系最近。Ht MYB2具有完整的SANT/MYB Domain和MYB-like DNA-binding结构域。(3)构建植物过量表达载体PJAM1502-Ht MYB2,利用农杆菌介导的方式获得过量表达Ht MYB2烟草转基因系,得到紫色表型转基因烟草。花青素测定显示转基因株系花青素含量明显高于野生型烟草。转基因紫色烟草中所有参与花青素合成的结构基因表达量均显着上调,DFR上调最显着,Ht MYB2表达量差异较显着。根、茎、叶、花和块茎表皮中均有不同程度的花青素积累,并且QY1的根和块茎表皮中的花青素含量明显高于QY3。Ht MYB2基因在QY1的根和块茎表皮中的表达量显着高于QY3,其表达丰度与花青素在不同组织中的浓度一致。(4)利用TAIL-PCR从QY1和QY3中分离到的Ht MYB2上游启动子片段,大小分别为1487bp(Ht MYB2p)和1508bp(Ht MYB2w)。其中QY3较QY1启动子在-1360bp~-1342bp多出21个核苷酸序列。对启动子进行GUS瞬时表达验证得出,Ht MYB2p活性比Ht MYB2w更强。以21bp差异设计等位变异引物,在紫色和白色各90份的自然群体中进行等位变异扫描发现所有紫色表皮都具有Ht MYB2p特性。
刘红利[5](2019)在《蓝色花葡萄风信子关键基因DFR和FLS调控花青苷积累的功能研究》文中提出葡萄风信子(Muscari spp.)是一种重要的观赏球根花卉。因其独特的蓝色色调和花型,被用于花园地被和家庭盆栽种植,也为研究蓝色花呈色机理提供了理想材料。葡萄风信子的花色形成主要依赖于类黄酮物质,特别是蓝色花青素衍生物。课题组前期研究推断葡萄风信子的二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)和黄酮醇合酶(FLS)基因可能通过调控花青素合成途径代谢通量共同调控蓝色花形成。本研究以蓝色葡萄风信子‘黑眼睛’(M.aucheri‘Dark Eyes’)为材料,对DFR和FLS基因调控葡萄风信子蓝色花形成机理进行研究,主要取得以下结果:(1)克隆得到两个DFR基因,分别命名为MaDFR(MK937098)和MaDFR1(KJ619964)。基因编码区全长均为1101 bp,编码366个氨基酸,蛋白质的分子量分别约为40.93 KDa和41.00 KDa;经氨基酸序列比对,两个蛋白同源性为97.27%。其中,MaDFR1和葡萄风信子‘白丽人’DFR序列同源性为100%。通过和其它物种已知功能的DFR蛋白序列比对发现,MaDFR和MaDFR1均具有保守的NADPH结合区域和底物特异性结合区域。聚类分析表明它们属于单子叶NADPH依赖性短链还原酶的二氢黄酮醇-4-还原酶家族。MaDFR和MaDFR1均定位于细胞质中,其转录表达具有组织特异性,尤其是在花中高表达,与飞燕草素的积累正相关。(2)体外原核表达及酶活分析表明,MaDFR和MaDFR1均具有催化二氢山奈酚(DHK)、二氢槲皮素(DHQ)和二氢杨梅素(DHM)生成相应无色花青苷的能力,并且,优先催化DHM生成无色的飞燕草素。此外,氨基酸点突变试验证实了底物结合特异区域中第135位的天门冬酰胺(N)和第146位的谷氨酸(E)决定着MaDFR和MaDFR1酶的底物催化活性。(3)通过农杆菌介导的叶盘法在模式植物烟草(Nicotiana tabacum‘NC89’)中过表达MaDFR(OE-MaDFR)和MaDFR1(OE-MaDFR1)。OE-MaDFR和OE-MaDFR1烟草花冠变成深红色。高效液相色谱(HPLC)方法定量分析,表明转基因植株中总花青苷的含量相对对照显着增加。此外,UPLC-Triple-TOF/MS质谱分析表明转基因植株中和对照株系中花青苷的种类相同,主要为矢车菊-3-芸香糖苷(Cy3R),无新物质生成。实时定量qPCR分析表明,OE-MaDFR1烟草花冠中,类黄酮3’5’羟化酶(F3’5’H)基因表达量较低,类黄酮生物合成途径的其它基因都上调表达,而OE-MaDFR烟草花冠中,上游结构基因查尔酮合成酶(CHS)和查尔酮异构酶(CHI)基因下调表达,这可能是受植物体内类黄酮途径的反馈机制影响。烟草中F3’5’H基因在转基因株系和野生型株系中维持较低本底水平,这可能也是在转基因株系中未能检测到飞燕草素(Dp)的原因之一。(4)利用染色体步移法克隆得到DFR基因上游调控序列,大小为1518 bp,顺式作用元件分析结果表明,该启动子含有重要的CAAT-box、TATA-box,花色相关的光响应元件、以及MYB和MYC类型转录因子结合元件。构建DFR启动子全长及不同缺失融合的GUS报告基因载体,转化农杆菌GV3101菌株并稳定遗传转化烟草,进行GUS组织化学染色分析和GUS转录表达分析。结果表明,DFR基因启动子只在烟草花冠中表达,且缺失-231 bp--407 bp后,GUS酶活活性显着减弱。双荧光素酶试验分析表明,转录因子MaMYBA与MaDFR启动子的-231 bp--407 bp区域结合。(5)采用RACE克隆技术获得MaFLS基因cDNA序列(MH636605),全长为1418bp。MaFLS基因编码区为993 bp,编码330个氨基酸,蛋白质分子量约为36.45 kDa。氨基酸序列比对和聚类分析表明,MaFLS具有保守的亚铁结合位点(His 216,Asp 218和His 272)和2-氧代戊二酸结合位点(Arg 282和Ser 284),属于可溶性Fe2+/2-ODD蛋白家族。此外,MaFLS具有潜在催化DHQ活性的高度保守结合位点,即五个关键氨基酸位点(Tyr 127,Phe 129,Lys 197,Phe 288,Ser 290),它还具有FLS特异性基序“PxxxIRxxxEQP”和“SxxTxLVP”。MaFLS转录表达具有组织特异性,在花发育的S1(刚形成花蕾期)和S2(花蕾刚开始着色)阶段表达,但是其表达与葡萄风信子中总黄酮醇的积累无关。(6)与野生型烟草粉色花相比,OE-MaFLS烟草株系花冠表现出不同程度的颜色变化:淡粉色至几乎白色、浅粉色和粉色。对比野生型株系,MaFLS转基因烟草花冠中花青苷的含量显着降低,而总黄酮醇的积累显着增加。qPCR分析表明,转基因烟草株系中的NtCHS,黄烷酮3羟化酶(NtF3H),NtDFR,花青素合成酶(NtANS)和烟草R2R3MYB转录因子(NtAN2)表达显着降低,NtFLS基因明显上调表达。综上所述,MaDFR通过优先催化二氢杨梅素导致代谢通量流向蓝色飞燕草素的生成;MaFLS通过与MaDFR竞争共同底物二氢黄酮醇生成黄酮醇类辅色物质。二者共同调控葡萄风信子的蓝色花发育。
梁浩[6](2019)在《甘蓝型油菜BnF3H和BnDFR基因与相关MYB转录因子的克隆及表达分析》文中指出花青素是广泛存在于植物中的水溶性色素,在植物抗逆和预防人类慢性疾病中起着重要作用。目前花青素的生物合成过程在模式植物中的研究较为清晰,其过程主要受多种结构基因编码的酶类及转录调控因子(MYB、b HLH和WD40蛋白)调控。油菜作为一种重要的经济作物,不仅具有食用价值,也具有观赏价值。而现阶段在其他植物中关于花青素合成路径的研究已有一些报道,但在油菜中关于花青素合成基因及相关转录因子的研究甚少。因此本研究选取甘蓝型红花油菜作为研究对象,通过基因克隆、亚细胞定位、荧光实时定量、酵母单杂交等分子生物学技术对其花青素合成路径中的基因BnF3H和BnDFR及与其相关的两个MYB转录因子进行克隆及表达分析,为今后研究甘蓝型油菜花青素合成代谢路径中相关基因及转录因子的调控机制提供一定理论依据。其主要研究结果如下:1、从甘蓝型红花油菜中分别克隆得到RFBnF3H1、RFBnF3H2、RFBnDFR基因和RFBnMYB114、RFBnMYB90转录因子的CDS序列,并对所获得的序列进行了生物信息学分析。2、通过亚细胞定位表明其在细胞中的定位具有差异,甘蓝型红花油菜中RFBnF3H1、RFBnF3H2、RFBnDFR基因分布在细胞核和细胞膜,而转录因子RFBnMYB114、RFBnMYB90主要分布在细胞核。3、通过荧光实时定量PCR,分析RFBnF3H1、RFBnF3H2和RFBnDFR基因及相关的RFBnMYB114、RFBnMYB90转录因子在甘蓝型红花油菜不同组织中的表达模式。实验结果表明,RFBnF3H1、RFBnF3H2、RFBnDFR、RFBnMYB114和RFBnMYB90在根、茎、叶、花、开花后27天果荚及开花后35天果荚中均有表达,但表达水平具有组织特异性。其中RFBnF3H1基因在红花开花后27天果荚中的表达量显着高于在其他组织的表达量;RFBnF3H2基因在根、茎、叶中表达较高,而在开花后27天果荚中的表达较低,但在开花后35天果荚中的表达又有所上升;RFBnDFR基因在根中的表达量显着高于其他组织。并且分析相关MYB转录因子的表达模式,我们发现RFBnMYB114转录因子在根中的表达量显着高于其他组织,这与RFBnDFR基因的表达呈现相同的趋势,且在开花后27天果荚和开花后35天果荚中的表达量变化也有增加的趋势;而RFBnMYB90转录因子在叶、花和开花后35天果荚中表达量较高,尤其在开花后35天果荚中表达量最高,且在开花后27天果荚和开花后35天果荚中也呈现增加的趋势。4、克隆得到RFBnF3H1、RFBnF3H2、RFBnDFR基因相应的启动子,并通过酵母单杂交技术初步验证了甘蓝型红花油菜中转录因子RFBnMYB114、RFBnMYB90对RFBnF3H1、RFBnF3H2、RFBnDFR基因启动子的绑定结合作用。5、运用Plant Care软件对基因启动子上的顺式作用元件进行初步分析。结果表明启动子中包含激素响应相关顺式调控元件ABRE、厌氧诱导响应元件ARE、光响应元件Box4、防御相关响应元件TC-rich repeats、低温响应元件LTR等重要顺式作用元件。
胡伟[7](2019)在《水稻叶鞘花青素合成的分子机制和自发突变基因快速克隆新方法》文中认为第一部分:花青素是植物三大色素之一,具有吸引昆虫传粉,免受病虫害伤害以及防止紫外线伤害等作用。花青素的合成途径在各种植物中相对保守,受到结构基因和调节基因的双重调控:其中结构基因主要是编码花青素合成途径中的各种催化酶;而调节基因主要是MYB类、bHLH类及WD40类的转录因子,调控各类结构基因的时空表达。花青素在水稻叶鞘中合成和累积会形成紫色的叶鞘。叶鞘紫色性状是一个肉眼可辨的性状,受到质量基因控制。我们通过正向遗传学的方法克隆了调控水稻叶鞘花青素合成的Rb1和Rb2基因。主要结果如下:1.利用珍汕97B和西藏2号构建的重组自交系群体,我们在第1染色体初定位到一个控制叶鞘紫色的基因,命名为PSH1(Purple Sheath 1)。随后通过精细定位的方法将PSH1基因定位到143.9 kb的区间。候选区间包含19个注释基因,其中有4个基因注释为花青素合成的调节基因,编码Lc蛋白。2.通过比较候选基因DNA序列及参考注释信息,我们确定了Rb2(包含LOCOs01g39560和LOCOs01g39580的全长序列)为候选基因。该候选基因在日本晴基因组中全长26.1 kb,在珍汕97B基因组中全长27.5 kb。3.在近等基因系NIL-XZ2中超表达珍汕97B的Rb2等位基因,转基因阳性单株在叶鞘叶片中表现出不同程度的花青素积累,Rb2的基因敲除单株的叶鞘花青素含量明显减少。但是敲除单株却不能使叶鞘花青素减少到NIL-XZ2的水平,说明除Rb2外,该区间可能还存在其它的基因调控叶鞘花青素的合成。4.用一个Rb2敲除单株和NIL-XZ2的F2分离群体,我们在Rb2附近定位到另一个控制叶鞘颜色的基因Rb1。表达量分析发现近等基因系之间Rb1的表达量相差130倍;但Rb1的CDS却没有差异,说明Rb1非编码区的差异可能导致了它的功能差异。Rb1ZS97在NIL-XZ2中超表达的个体与超表达Rb2ZS97表型基本一致,在叶鞘和叶片中出现不同程度的花青素积累。敲除Rb1ZS97的单株叶鞘颜色也减弱。rb1rb2双突变材料的叶鞘颜色基本上恢复到NIL-XZ2的水平,说明Rb1和Rb2共同控制叶鞘花青素的合成。5.表达量分析显示Rb1和Rb2主要调控花青素合成途径下游基因F3H、DFR和ANS的表达。超表达植株中花青素的合成和这三个基因的表达量正相关,而敲除单株叶鞘颜色的深浅与这些基因的表达降低相关。6.异位表达Rb1和Rb2都可以使种皮颜色变紫,类似于“紫稻”。超表达这两个基因虽然不影响育性,但是降低了种子充实度,饱满种子约占总数的10.0%。7.在西藏2号和明恢63组合的F2群体中,紫色:绿色叶鞘的比例符合9:7的分离比,说明在这个群体里有两个基因控制叶鞘花青素的合成。经过遗传分析证明这两个基因是OsC1和Rb1/Rb2(Rb1和Rb2由于紧密连锁被认为是一个基因)。酵母双杂交证明Rb1、Rb2与OsC1存在互作。第二部分:在组织培养过程中产生的体细胞突变体和自然突变的突变体都属于自发突变体,是基因克隆的重要材料。但是这类突变体与野生型基因组序列差别太小,不可能通过与野生型杂交构建分离群体的策略来克隆突变基因;此外,大多数性状由多基因控制,很难通过与其它品种材料杂交来直接分离突变基因。我们创建了一种快速定位这类突变基因的新方法,主要结果如下:1.一个来自中花11 T-DNA突变体库的突变体表现少分蘖和叶色偏黄的表型。T-DNA插入与突变表型不共分离,猜测它可能是组织培养过程中产生的体细胞突变体。以EMS诱变产生的无表型变异的中花11(中性突变体)为父本和该突变体杂交。F2代的叶色分离符合3:1的分离比,说明是单基因突变导致的表型变异。2.我们挑选了30个突变体表型的F2单株进行DNA混合池测序,经过生物信息分析发现LOCOs07g04840是该突变基因。突变体在第2外显子处存在1 bp的缺失,导致蛋白质移码突变。该基因编码PsbP蛋白。在突变体中超表达野生型中花11的PsbP基因,分蘖数和叶绿素含量均增加,说明PsbP是控制分蘖数和叶色的基因。3.我们用一个9311半卷叶自然突变体与EMS诱变的无表型变异的9311(中性突变体)杂交,用相同的方法证实LOCOs07g01240就是该突变基因,突变体在第3外显子处存在2 bp的缺失,导致移码突变。该基因编码糖磷脂酰肌醇膜锚定蛋白,是一个已报道的控制卷叶的基因。
纠松涛[8](2018)在《MYB转录因子调控葡萄果实花色苷形成的分子机制研究》文中进行了进一步梳理葡萄是全球性重要果树之一,是世界上加工深度最高、加工产品最丰富的浆果类水果。色泽是葡萄浆果外观品质的重要组成部分,它不仅决定鲜食葡萄的市场价值,而且影响其加工用途与加工品的质量。决定葡萄果皮外观颜色的色素主要是花色苷,各种花色苷在果皮中的比例以及累积水平的不同使得葡萄果皮呈现出红色、紫色或黑色。MYB转录因子是参与花色苷生物合成最为广泛也是最为关键的转录因子之一。已有研究表明,葡萄果实着色与否主要决定于2号染色体上2个紧密连锁的MyB基因位点的基因型。目前,关于葡萄MYBA1和MYBA2基因位点的基因型及其单倍型组成与葡萄果皮色泽之间的关系、MABA41和MYBA2基因位点的等位基因如何参与调控葡萄果实着色性状形成、以及如何高效利用MYB基因位点的基因型和单倍型组成信息进行果实色泽性状的分子设计育种等诸多方面尚缺乏系统深入研究。本文通过特异性引物序列鉴定了大量葡萄种质中MYBA1和MYBA2基因位点的基因型及其单倍型组成,对单倍型组成不同的葡萄品种中的MYB调节基因及其着色相关结构基因的表达模式进行分析,同时对葡萄MYB调节基因VvmybA2r和VvmybA2w以及结构基因VvPAL-like的功能进行深入研究,为更好地解析葡萄果实着色的分子机理奠定了重要基础。在对213份葡萄种质果实色泽性状调查的基础上,通过特异性引物序列鉴定了其MYBA1和MYBA2基因位点的基因型及其单倍型组成,结果表明,99.1%葡萄种质的基因型和单倍型组成与其果实着色情况相吻合。同时,对鉴定出存在‘相引相’或‘相斥相’的‘奥拉皇后’和‘园瑞黑’葡萄,通过构建自交群体分析其后代群体的单倍型及其分离情况,判断出‘奥拉皇后’和‘园瑞黑’葡萄单倍型组成均为AC-N。通过分析A4YBA1和MYBA2基因位点的单倍型组成与果皮色泽的关系表明,单倍型构成中出现HapB或HapC-Rs的葡萄果皮颜色多为鲜红色或紫红色,而含有HapE2或HapC-N的葡萄果皮颜色多趋于黑色。此外,含有功能基因的单倍型数量越多,果皮的颜色越深,越接近紫黑色或黑色。对欧亚种与欧美杂种两大种群的基因型和单倍型分析发现,欧亚种(Vitis vinifera)与欧美杂种(Hybrids of Vitis vinifera and Vitis Labrusca)着色葡萄具有的单倍型组成类型有所不同,欧亚种着色葡萄品种中数量最多的单倍型组成类型是AC-Rs,而欧美杂种着色葡萄品种中数量较多的单倍型组成类型是AE1和AE1E2。为了验证“基于葡萄MYB基因型与单倍型调控果实着色的特点,预测不同亲本组合的后代群体着色类型以及分离比例的规律”的可行性,在未结果状态下鉴定‘玫瑰香、、ב克瑞森无核’、‘秋红宝‘><‘无核翠宝’杂交组合后代群体的单倍型,结果表明2个杂交组合后代群体的单倍型分离比均符合预期结果。此外,在果实成熟期对上述群体的果实着色情况进行调查,结果表明,上述杂交群体的果实着色情况与其MYBA1和MYBA2基因位点的基因型和单倍型鉴定结果完全吻合,这为葡萄果实色泽性状的分子设计育种奠定了基础。本文选择4种主要的单倍型组成类型(A、AC-Rs、AE2、AE1E2),从每种单倍型组成类型中随机选出2-4个果皮着色不同的葡萄品种作为试材,利用荧光定量RT-PCR分析4种单倍型组成类型的葡萄品种中花色苷合成途径中调节基因和结构基因在果实不同发育阶段的表达模式与果实色泽之间的关系。结果表明,PAL、4CL、CKS2、CHI1F3H1在不同单倍型葡萄品种中表现出相似表达变化趋势。F3’H在着色和非着色葡萄品种中都有表达,而F3’,5H在非着色品种不表达,在着色品种中表达,且F3.’,’H/F3、H影响果皮着色的深浅。在相同单倍型组成的着色葡萄品种中F3’H、F3’,5’H、UFGT、OMT、GST和Anmatho-te与果皮着色的深浅程度呈正相关。其中,在单倍型组成为AE1E2的‘巨峰’和‘巨玫瑰’葡萄中检测到VvmybA1、VlmybA1-3、V7mybA1-2和VlmybA2 的转录表达,且VvmybA1、VlmybA1-3 和 VtmybA2 的表达模式与UFGT和GST的相同,在幼果期至转色前期表达量均极低,在转色期快速上调表达,在转色至成熟过程持续处于高表达。VlmybA1-2在果实发育过程中表达量呈现先升高后降低的趋势,这与VvmybA1、VImybA1-3和VlmybA2表达模式不同,说明该转录因子在转色前期已经启动调控作用。上述研究结果将有助于进一步认识MYBA1和MYBA2基因位点MYB调节基因和花色苷合成相关结构基因的功能。基于NCBI中VvmybA2r和VvmybA2w已知基因序列,克隆出VvmybA2r和VvmybA2w的cDNA全长序列。氨基酸序列分析发现,VvmybA2r和VvmybA2w的N端有MYB转录因子高度保守的R2R3结构域,在R3结构域中包含一个能与bHLH转录因子相互作用的bHLH motif,说明它们可能和葡萄中的某个bHLH转录因子相互作用。qRT-PCR分析表明:VvmybA2r在果实着色进程中的表达模式与果实的着色过程密切相关,UFGT和LDOX的表达趋势与VvmybA2r的表达趋势相似。亚细胞定位结果表明:VvmybA2r和VvmybA2w均定位在细胞核中。转录激活特性结合生物信息学分析表明:VvmybA2ir有明显的转录激活活性,而VvmybA2w转录激活活性丧失,是由于其下游SNP位点(CA缺失)的存在导致C端的转录激活区受到影响。酵母双杂交和BiFC均表明:UBE2A和SAP5是VvmybA2w的互作蛋白。VvmybA2w可能参与SAP5和UBE2A介导的泛素化途径中,通过调节蛋白质降解途径,在葡萄果实抗逆过程中发挥重要功能。酵母双杂交试验表明:VvmybA2r、VvMYCA1和VvWDR1间存在互作关系。烟草瞬时表达分析表明:VvmybA2w不能促进花色苷合成,VvWDR1可增强VvmybA2r调控花色苷生物合成的效应。上述结果说明VvmybA2i与VvWDR1和VvMYCA1形成MBW复合体参与调控花色苷的生物合成。以‘夏黑’葡萄DNA为模板,从中分离出了2000 bp的VvPAL-like基因启动子序列,命名为pVvPAL-like。序列分析发现,在VvPAL-like的启动子序列中存在若干个激素和胁迫相关的顺式作用元件,表明其可能受生长素、ABA、乙烯、MeJA、水杨酸、光等诸多因素的调控。为更好地认识葡萄VvPAL-like的表达和调控机制,将在VvPAL-like启动子控制下的β-葡糖醛酸糖苷酶(GUS)报告基因组成的嵌合表达单位通过根癌土壤农杆菌转化烟草。组织化学染色发现,在3日龄的转基因烟草幼苗的子叶、下胚轴以及根中均表现出强烈的GUS活性。此外,转基因烟草根、茎、果以及叶片的组织化学定位表明,40日龄的转基因烟草维管组织的木质部、叶脉、子房以及根中均能检测到较强的GUS活性。转基因烟草非生物胁迫试验表明,VvPAL-like启动子能被Cu、ABA、IAA、NAA、IBA、2,4-D、MeJA、ETH以及干旱诱导。启动子的5’删除试验表明,Vv AL-like启动子中存在3个正向调控区域(-2000到-1461 bp、-1461到-930 bp、-930到-424bp)和1个反向调控区域(-424到-292 bp);乙烯响应元件位于-1461至-930bp,MeJA响应元件位于-424至-292bp。因此,这些发现将有助于我们更好地了解VvPAL-like表达模式以及调控机制,同时也对其参与黄酮类生物合成途径和激素胁迫相应的分子机制有更进一步地认识。
李月庆[9](2017)在《单子叶植物香雪兰花色苷合成转录调控网络解析》文中认为香雪兰(Freesia hybrida)是鸢尾科香雪兰属多年生球根草本花卉。目前,市场上常见的栽培种都是源于两个花色表型单一的野生种经杂交后代之间多次杂交、回交和基因组加倍的结果。现代栽培种香雪兰颜色跨度广,有白、红、黄、粉、紫和嵌合色等。此外,香雪兰花朵具有丰富的着色模式,花瓣、雌蕊和花丝都可着色,而且花瓣还有呈现出有色条纹。因此,香雪兰是研究单子叶植物类黄酮代谢尤其是花色苷代谢的良好材料。通过对植物进化过程的研究发现,花色苷等类黄酮物质的出现为植物适应复杂多变的陆地环境提供了重要保障。大量研究证明,花色苷合成的转录机制一般由来自MYB,bHLH和WD40家族转录因子形成的MBW三元复合物进行严格的时间和空间调控。但是,在以单子叶植物玉米和双子叶植物拟南芥为代表的物种中,花色苷合成的转录调控机制存在明显的差异。虽然,MBW复合物对花色苷合成的转录调控机制被广泛研究,但是,大多集中于双子叶植物的个别物种中。而对揭示进化过程中MBW复合物功能多样性有重要作用的单子叶植物却研究较少。本论文以香雪兰Red River?为材料,首次对调控其花色苷合成的MYB和WD40转录因子进行了详细而系统的研究,并对香雪兰MBW复合物转录因子之间蛋白互作和调控网络进行解析。在此基础上,首次提出了香雪兰花朵花色苷合成的分层和反馈调控网络。结果不仅有利于我们理解单子叶植物花朵花色苷的转录调控机制,也为研究单子叶和双子叶植物进化过程中的花色苷转录调控机制之间的差异奠定基础,此外,所获得的有功能的调控花色苷合成相关转录因子基因还可以直接用于经济作物品质改良,具有重要的应用价值。主要研究方法及具体实验结果如下:1.正向调控香雪兰花色苷合成的MYB转录因子基因的克隆和鉴定利用香雪兰Red River?盛开时期花朵转录组数据进行本地和NCBI在线BLAST,结果筛选并克隆得到香雪兰Red River?花朵中两条可能正向调控其花色苷合成的R2R3-MYB转录因子FhPAP1L1和FhPAP1L2。生物信息学分析发现其具有典型的MYB保守氨基酸,并与其他物种中正向调控花色苷积累的MYB转录因子同源性较近。Real-time PCR方法分析发现FhPAP1L1和FhPAP1L2在香雪兰Red River?不同开花时期、不同组织中具有不同的表达模式,但是在盛开时期和花器官中都有较高的表达,暗示其可能参与了花色苷积累调控。构建真核表达载体转染拟南芥和烟草,转基因植株不同组织和器官中的着色加深,其花色苷含量明显增加,通过进一步的原生质体瞬时转染实验发现FhPAP1L1和FhPAP1L2可以通过与转基因植株中内源bHLH转录因子相互作用,形成复合物参与花色苷合成基因的表达调控。通过进一步原生质体瞬时转染实验发现,香雪兰FhPAP1L1或FhPAP1L2与拟南芥AtPAP1的作用机制存在差异。拟南芥AtPAP1单独不能够激活花色苷合成相关结构基因的表达,也不能单独激活内源bHLH转录因子AtTT8,其必须以MBW复合物的形式发挥作用;而香雪兰FhPAP1L1或FhPAP1L2既可以单独激活花色苷前期合成基因的表达,又可以单独激活AtTT8,并进一步与其形成复合物调控花色苷后期合成基因的表达。2.负向调控香雪兰花色苷合成的MYB转录因子基因的克隆和鉴定利用香雪兰Red River?盛开时期花朵转录组数据进行本地和NCBI在线BLAST,结果筛选并克隆得到香雪兰Red River?花朵中两条可能负向调控其花色苷合成的R2R3-MYB转录因子FhMYB4L和R3-MYB转录因子FhCPCL。生物信息学分析发现FhMYB4L具有典型的抑制结构域,而FhCPCL不包含任何抑制结构域。进化树分析发现它们分别与其他物种中负向调控花色苷合成的R2R3-MYB转录因子和R3-MYB转录因子同源性较近。Real-time PCR方法分析发现FhMYB4L和FhCPCL在香雪兰Red River?不同开花时期、不同组织中具有不同的表达模式,但是在盛开时期和花器官中都有较高的表达,暗示其可能参与了花色苷积累调控,并具有调控其他生物途径的功能。构建了真核表达载体并成功转染拟南芥和烟草,发现FhMYB4L不仅能够抑制拟南芥类黄酮的积累,也能抑制烟草花朵类黄酮的合成;而FhCPCL只能抑制拟南芥类黄酮的合成。此外,FhMYB4L和FhCPCL都参与了拟南芥细胞命运决定过程,它们在拟南芥中的过量表达能够成功抑制拟南芥表皮毛的发生。同时,通过拟南芥原生质体瞬时转染实验发现,FhMYB4L和FhCPCL虽然都是通过与植株内源的bHLH转录因子相互作用进而参与调控靶基因的表达,但是,它们具体的调控机制存在明显的差异。FhMYB4L通过与MBW复合物成员bHLH转录因子相互作用,进而以辅助因子的形式结合到MBW复合物上,利用其本身具有的强转录抑制活性,将原本起正向调控作用的MBW复合物转变为具有抑制活性的MBW复合物,进而抑制下游基因的表达。FhCPCL通过与MBW复合物成员bHLH转录因子相互作用,进而阻碍了起正向调控作用的MBW复合物的形成,以达到抑制下游相关基因表达的效果。3.调控香雪兰花色苷合成的WD40蛋白基因的克隆和鉴定利用香雪兰Red River?盛开时期花朵转录组数据进行本地和NCBI在线BLAST,结果筛选并克隆得到香雪兰Red River?花朵中可能调控其花色苷合成的WD40转录因子FhTTG1L。生物信息学分析发现其具有典型的WD重复结构域,并与单子叶物种中调控花色苷积累的WD40转录因子同源性较近。Real-time PCR方法分析发现FhTTG1L在香雪兰Red River?不同开花时期的表达模式与花朵中花色苷的积累模式高度相似;其在不同组织中的表达模式,暗示了FhTTG1L不仅仅参与了花朵花色苷合成的转录调控,而且也参与了其他生物过程的转录调控。构建了真核表达载体并转染拟南芥ttg1突变体发现,FhTTG1L可以恢复突变体植株中花色苷和原花青素的积累以及表皮毛发生等。通过进一步的原生质体瞬时转染实验发现FhTTG1L通过与转基因植株中内源bHLH转录因子相互作用,以稳定MYB-bHLH复合物的形式,增强对花色苷合成基因的表达调控。通过进一步原生质体瞬时转染实验发现,香雪兰FhTTG1L需要FhGL3L的协助才能进入细胞核中发挥转录调控作用,而FhTT8L和FhTTG1L只有相互协助才能进入细胞核。4.调控香雪兰花色苷合成的MBW复合物调控机制通过以上研究发现,香雪兰中存在参与调控花色苷合成的MYB转录激活子FhPAP1L1和FhPAP1L2,MYB转录抑制子FhMYB4L和FhCPCL,bHLH转录因子FhTT8L和FhGL3L,以及WD40转录因子FhTTG1L。这些转录因子在拟南芥或烟草中都可以与植株内源的转录因子相互作用,形成新的MBW复合物以调控靶基因的表达。为了进一步验证这些转录因子在香雪兰体内的作用机制,我们采用原生质体瞬时转染技术证明了它们之间也存在着相互作用网络,并可以形成多种MBW复合物参与花色苷合成相关基因的转录调控。香雪兰花色苷合成过程中存在着复杂而精细的分级调控机制和反馈调控机制。在香雪兰花朵着色过程中,花色苷早期合成基因受单独的FhPAP1L1或FhPAP1L2,以及包含有FhGL3L的MBW复合物调控,而后期合成基因受FhPAP1L1或FhPAP1L2,FhTT8L或FhGL3L,以及FhTTG1L等转录因子形成的多种复合物的调控,其中FhPAP1L1-FhTT8L-FhTTG1L复合物可能发挥主要作用。FhPAP1L1-FhTT8L-FhTTG1L复合物成员与FhPAP1L2-FhGL3L-FhTTG1L复合物之间可能存在分级调控关系,而且这两个复合物可能在花朵发育不同时期发挥作用,复合物FhPAP1L2-FhGL3L-FhTTG1L可能起始了花色苷的合成,而复合物FhPAP1L1-FhTT8L-FhTTG1L可能在花朵着色过程中发挥重要作用。其他MBW复合物可能以冗余的形式参与调控作用。复合物之间也存在反馈调控机制。起正向调控作用的MBW复合物可以激活两种MYB抑制子FhMYB4L和FhCPCL的表达,FhMYB4L通过与MBW复合物成员bHLH转录因子相互作用,进而以辅助因子的形式结合到MBW复合物上,利用其本身具有的强转录抑制活性,将原本起正向调控作用的MBW复合物转变为具有抑制活性的MBW复合物,进而抑制下游基因的表达;FhCPCL通过与MBW复合物成员bHLH转录因子相互作用,进而阻碍了起正向调控作用的MBW复合物的形成,以达到抑制下游相关基因表达的效果。
邢冉冉[10](2016)在《‘赤霞珠’葡萄中花色素双糖苷的鉴定及其合成机制研究》文中认为花色苷作为红葡萄和红葡萄酒中最重要的次生代谢产物之一,对葡萄和葡萄酒的色泽和风昧都有着重要的影响。一般来说,欧亚种葡萄中只含有花色素单糖苷,而除了欧亚种以外的其它葡萄种或品种,以及杂交种葡萄中几乎都含有花色素双糖苷。本研究中通过分析中国不同产区不同年份的欧亚种酿酒葡萄‘赤霞珠’(Vitis vinifera L. cv Cabernet Sauvignon)葡萄果实中花色苷的类型和含量,发现‘赤霞珠’葡萄中存在花色素3,5-O双葡萄糖苷。为了确保试验所用材料为真正的‘赤霞珠’葡萄,利用SSR分子标记技术证实了‘赤霞珠’葡萄的品种真实性。为探明‘赤霞珠’葡萄中存在花色素3,5-0双葡萄糖苷的原因,本研究通过生物信息学的方法,根据文献中报道的欧亚种葡萄中5-O糖基转移酶的候选基因序列设计相应的引物,从‘赤霞珠’葡萄果皮中克隆得到四个5GT候选基因的全长片段。对得到的候选基因进行序列比对和分析,并且对其编码的蛋白质进行功能预测和分析,确定家族分支定位。而后又通过体外原核表达技术得到目的基因的体外重组蛋白,并对重组酶的功能和酶学特性进行了研究。结果发现:在四条5GT候选基因体外重组表达蛋白中,只有重组Vv5GT3具有5GT的功能,可以催化花色素3-0-葡萄糖苷生成相应的花色素3,5-O-双葡萄糖苷。对重组Vv5GT3的基本酶学功能进行分析后发现,重组Vv5GT3是一个双功能酶,既具有3GT的功能,可以催化花色素和黄酮醇生成相应的单糖苷;又具有5GT的功能,可以催化花色素单糖苷和黄酮醇单糖苷生成相应的双糖苷。重组Vv5GT3的最适反应底物为花色素单葡萄糖苷,最适反应pH值为8.0,最适反应温度为35℃。为进一步研究Vv5GT3在转录水平的表达调控,本研究采用Real-Time PCR技术检测了目的基因在不同产区‘赤霞珠’葡萄果实发育过程中转录水平的相对表达。并且克隆了该基因的启动子,通过生物信息学分析了其顺式作用元件。发现Vv5GT3基因启动子区域存在多种顺式作用元件,可以响应外界环境因素。随后,包含报告基因荧光素酶基因和Vv5GT3基因启动子的植物融合表达载体在烟草中进行瞬时表达。用不同的光照条件对农杆菌侵染的烟草叶片进行处理,结果表明,长时间光照有利于启动子的激活,而遮光减弱了Vv5GT3启动子的活性。本研究通过瞬时表达技术鉴定了Vv5GT3基因编码的蛋白质在植物细胞中的亚细胞定位。结果表明,]Vv5GT3基因编码的蛋白质定位于植物细胞的细胞质之中。为进一步验证Vv5GT3的生物学功能,将其转入烟草中,得到了转基因烟草植株。对Vv5GT3基因在转基因烟草的各组织部位转录水平的表达量以及转基因烟草花朵中的花色苷种类进行了分析。结果显示:Vv5GT3基因在烟草的花朵、叶片和茎等组织中均有表达,且在转Vv5GT3基因烟草花朵中检测到花色素双糖苷物质,而在对照组烟草中未检测到此类物质。证明Vv5GT3在植物体内同样具有5-0-糖基转移酶的功能。本研究一方面丰富了葡萄花色苷代谢的相关内容;另一方面,在生产实践上充分回答了欧亚种葡萄中是否含有花色素双糖苷这一问题,为今后酿酒葡萄品种的准确辨别提供了理论支撑。
二、花特异表达启动子的克隆及花色调节基因Lc表达载体的构建(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、花特异表达启动子的克隆及花色调节基因Lc表达载体的构建(论文提纲范文)
(1)苹果MdbHLH51和MdbHLH155的基因克隆及其在花青素合成中的作用(论文提纲范文)
摘要 |
summary |
缩略词 Abbreviatio |
第一章 文献综述 |
1.1 花青素概述 |
1.1.1 花青素的组成 |
1.1.2 花青素的功能 |
1.2 调控花青素生物合成途径的基因 |
1.2.1 控制花青素合成的结构基因 |
1.2.2 控制花青素合成的调节基因 |
1.3 植物中bHLH转录因子研究进展 |
1.3.1 结构和分类 |
1.3.2 功能和研究进展 |
1.4 根癌农杆菌介导的植物遗传转化方法 |
1.5 研究的目的与意义 |
1.6 技术路线图 |
第二章 苹果MdbHLH51和MdbHLH155 的基因克隆与生物信息学分析 |
2.1 材料 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 菌株、载体和试剂 |
2.1.3 培养基及抗生素 |
2.2 方法 |
2.2.1 RNA提取 |
2.2.2 反转录得到cDNA |
2.2.3 基因的克隆 |
2.2.4 PCR扩增产物的回收 |
2.2.5 连接反应 |
2.2.6 大肠杆菌感受态细胞的转化 |
2.2.7 测序 |
2.2.8 质粒DNA的提取 |
2.2.9 质粒DNA的酶切 |
2.2.10 生物信息学分析 |
2.3 结果分析 |
2.3.1 转录因子的克隆 |
2.3.2 生物信息学分析 |
2.3.3 MdbHLH51和MdbHLH155 转录因子进化树构建和序列分析 |
2.4 讨论 |
第三章 苹果MdbHLH51和MdbHLH155 的过表达载体构建及瞬时表达分析 |
3.1 材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 试剂 |
3.1.3 培养基 |
3.1.4 仪器 |
3.2 方法 |
3.2.1 过表达载体的构建 |
3.2.2 农杆菌介导的GFP在洋葱表皮细胞定位 |
3.2.3 苹果果皮注射 |
3.2.4 农杆菌介导的苹果愈伤组织的转化 |
3.2.5 花青素提取 |
3.2.6 与花青素合成相关基因的表达 |
3.2.7 数据处理与分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 农杆菌介导的GFP在洋葱表皮细胞的定位 |
3.3.2 苹果果皮瞬时表达 |
3.3.3 农杆菌介导的苹果愈伤组织的转化 |
3.4 讨论 |
3.4.1 农杆菌介导的GFP在洋葱表皮细胞定位 |
3.4.2 苹果果皮瞬时表达 |
3.4.3 农杆菌介导的苹果愈伤组织的转化 |
第四章 在烟草和拟南芥中过表达MdbHLH51和MdbHLH |
4.1 材料 |
4.1.1 植物材料 |
4.1.2 培养基 |
4.1.3 仪器设备 |
4.2 方法 |
4.2.1 农杆菌介导转化烟草 |
4.2.2 利用绿色荧光蛋白GFP作为报告基因检测转基因植株 |
4.2.3 农杆菌介导转化拟南芥 |
4.2.4 花青素含量的测定 |
4.2.5 拟南芥花青苷合成相关基因表达量的测定 |
4.3 结果分析 |
4.3.1 烟草转基因植株的获得及抗性鉴定 |
4.3.2 拟南芥转基因植株的获得及抗性鉴定 |
4.4 讨论 |
4.4.1 在烟草中过表达 MdbHLH51 和 MdbHLH155 |
4.4.2 在拟南芥中过表达 MdbHLH51 和 MdbHLH155 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
在读期间发表论文 |
导师简介 |
(2)国槐花色转录组学分析与花青苷积累关键基因功能验证(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 植物花色形成机理与花青苷生物合成调控 |
1.1.1 花色形成机理 |
1.1.2 花青苷生物合成通路中的关键酶与基因 |
1.1.3 花青苷生物合成关键转录因子 |
1.1.4 花青苷生物合成调控 |
1.2 国槐花色研究进展 |
1.3 该研究的目的意义及技术路线 |
1.3.1 目的意义 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
2 国槐花瓣中花青苷组分分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 花青苷与黄酮的定性分析 |
2.2.2 花青苷与黄酮醇的定量分析 |
2.3 讨论 |
2.3.1 花青苷组成和花色的关系 |
2.3.2 国槐花青苷生物合成通路 |
2.4 小结 |
3 国槐不同花色的转录组学研究 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 试验方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 转录组测序RNA样本的质量检测与分析 |
3.2.2 Unigene的组装结果分析 |
3.2.3 Unigene功能注释 |
3.2.4 DEGs表达分析 |
3.2.5 国槐花青苷合成关键基因筛选 |
3.2.6 转录数据q RT-PCR验证 |
3.3 讨论 |
3.3.1 国槐Sj DFR基因可能是PM花瓣中花青苷积累的关键基因 |
3.3.2 国槐PM花青苷生物合成可能受到多种转录因子调控 |
3.3.3 植物激素与光信号可能影响国槐中花青苷的合成 |
3.4 小结 |
4 国槐DFR基因CDS克隆及功能验证 |
4.1 材料及方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 试验方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 国槐总RNA质量分析 |
4.2.2 国槐SjDFR基因CDS全长序列克隆 |
4.2.3 生物信息学分析 |
4.2.4 国槐花青苷含量测定与SjDFR基因组织特异性表达分析 |
4.2.5 国槐DFR亚细胞定位 |
4.2.6 转SjDFR烟草鉴定及表型分析 |
4.2.7 转基因烟草中SjDFR表达分析与总花青苷含量测定 |
4.3 讨论 |
4.3.1 国槐DFR蛋白保守性与进化分析 |
4.3.2 国槐DFR蛋白功能结构域及底物特异性 |
4.3.3 国槐DFR基因的表达特性 |
4.3.4 DFR基因在观赏植物的呈色及花青苷合成途径中的作用 |
4.4 小结 |
5 国槐PAP1 基因CDS克隆及功能验证 |
5.1 材料及方法 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 试验方法 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 国槐PAP1 基因CDS全长序列克隆 |
5.2.3 国槐PAP1基因生物信息学分析 |
5.2.4 SjPAP1组织特异性表达分析 |
5.2.5 SjPAP1亚细胞定位 |
5.2.6 SjPAP1基因功能验证 |
5.3 讨论 |
5.3.1 SjPAP1保守结构基序与进化分析 |
5.3.2 SjPAP1表达组织特异性 |
5.3.3 SjPAP1参与花青苷合成调控 |
5.4 小结 |
6 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 该研究的创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
附录 A |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录 |
致谢 |
(3)葡萄风信子MaFLS基因启动子的克隆及功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 葡萄风信子研究概述 |
1.2 植物启动子研究概述 |
1.2.1 植物启动子的分类 |
1.2.2 植物启动子的结构 |
1.3 植物启动子的克隆方法介绍 |
1.3.1 利用启动子探针质粒载体筛选启动子 |
1.3.2 PCR技术克隆启动子 |
1.4 植物启动子的功能研究方法 |
1.4.1 启动子生物信息学分析 |
1.4.2 启动子关键元件鉴定 |
1.4.3 启动子功能分析 |
1.5 黄酮醇研究概述 |
1.5.1 类黄酮及黄酮醇代谢途径 |
1.5.2 黄酮醇合成酶(FLS)基因研究进展 |
1.5.3 FLS基因启动子研究进展 |
1.6 农杆菌介导的烟草转化研究概述 |
1.6.1 农杆菌介导的瞬时转化烟草 |
1.6.2 农杆菌介导的稳定转化烟草 |
1.7 本研究的目的意义 |
1.8 本研究主要内容及技术路线 |
1.8.1 本研究主要内容 |
1.8.2 本研究技术路线 |
第二章 葡萄风信子MaFLS基因的克隆及基本功能分析 |
2.1 材料与试剂 |
2.1.1 植物实验材料 |
2.1.2 主要试剂 |
2.1.3 实验仪器 |
2.1.4 克隆菌株及载体 |
2.1.5 序列分析所用软件和网站 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 引物设计 |
2.2.2 葡萄风信子总RNA的提取 |
2.2.3 反转录First-Strand c DNA的合成 |
2.2.4 葡萄风信子MaFLS1基因的克隆 |
2.2.5 葡萄风信子MaFLS1基因克隆载体的构建 |
2.2.6 葡萄风信子MaFLS1基因生物信息学分析 |
2.2.7 葡萄风信子MaFLS1基因时空表达模式分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 葡萄风信子MaFLS1基因的克隆分析 |
2.3.2 MaFLS1基因生物信息学分析 |
2.3.3 葡萄风信子MaFLS1基因编码氨基酸同源性分析及聚类分析 |
2.3.4 葡萄风信子MaFLS1基因表达分析 |
2.4 讨论 |
第三章 MaFLS基因启动子克隆及活性分析 |
3.1 材料与试剂 |
3.1.1 植物实验材料 |
3.1.2 主要试剂 |
3.1.3 菌株及载体 |
3.1.4 生物信息学分析所用软件和网站 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 引物合成及测序 |
3.2.2 蓝、白葡萄风信子基因组DNA的提取 |
3.2.3 蓝、白葡萄风信子MaFLS基因启动子的克隆 |
3.2.4 蓝、白葡萄风信子MaFLS基因启动子克隆载体构建 |
3.2.5 启动子测序及生物信息学分析 |
3.2.6 蓝、白葡萄风信子MaFLS基因启动子及缺失片段瞬时表达载体的构建 |
3.2.7 冻融法转化农杆菌感受态 |
3.2.8 瞬时转化本氏烟草 |
3.2.9 GUS组织化学染色 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 蓝、白葡萄风信子MaFLS基因启动子的克隆分析 |
3.3.2 蓝、白葡萄风信子MaFLS基因启动子生物信息学分析 |
3.3.3 蓝、白葡萄风信子MaFLS基因启动子序列比对分析 |
3.3.4 蓝、白葡萄风信子MaFLS基因启动子瞬时表达载体构建 |
3.3.5 蓝、白葡萄风信子MaFLS基因启动子转化农杆菌鉴定 |
3.3.6 蓝、白葡萄风信子MaFLS基因启动子活性分析 |
3.4 讨论 |
第四章 MaFLS基因启动子在异源植物烟草中的功能分析 |
4.1 材料与试剂 |
4.1.1 植物实验材料 |
4.1.2 实验所用载体 |
4.1.3 实验试剂和菌株 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 引物设计 |
4.2.2 p HFLS、p BFLS启动子GUS融合稳定转化载体构建 |
4.2.3 冻融法转化农杆菌 |
4.2.4 农杆菌介导的烟草遗传转化 |
4.2.5 转基因植株鉴定 |
4.2.6 GUS组织化学染色 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 蓝、白葡萄风信子MaFLS基因启动子植物表达载体的构建 |
4.3.2 植物表达载体转化农杆菌鉴定 |
4.3.3 转基因植株的鉴定 |
4.3.4 GUS组织化学染色及启动子特异性分析 |
4.4 讨论 |
第五章 结论 |
参考文献 |
附录A 缩略词 |
致谢 |
作者简介 |
(4)菊芋块茎表皮花青素生物合成分子机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 菊芋概述 |
1.2 花青素概述 |
1.2.1 花青素的结构 |
1.2.2 花青素的功能 |
1.3 花青素的生物合成途径 |
1.4 花青素生物合成相关调控基因 |
1.4.1 结构基因 |
1.4.2 调节基因 |
1.5 影响花青素积累的环境因素 |
1.6 转录组测序在花青素研究中的应用 |
1.7 本研究的目的及意义 |
第2章 转录组测序分析菊芋块茎表皮花青素合成主效基因 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 c DNA制备及Illumina测序 |
2.2.3 数据过滤与组装 |
2.2.4 差异基因表达分析 |
2.2.5 蛋白注释与分类 |
2.2.6 花青素合成代谢相关基因筛选 |
2.2.7 菊芋中差异基因的RT-PCR验证 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 转录组数据统计 |
2.3.2 蛋白注释与物种分布 |
2.3.3 QY1、QY3表皮中差异表达基因 |
2.3.4 差异基因GO注释 |
2.3.5 差异基因KEGG及 KOG富集分析 |
2.3.6 菊芋花青素合成代谢通路的基因表达谱及候选基因筛选 |
2.3.7 花青素合成相关基因在菊芋中的表达水平 |
2.4 讨论 |
第3章 HtMYB2基因的克隆与生物信息学分析 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 植物基因组DNA的提取 |
3.2.3 RNA提取及c DNA合成 |
3.2.4 Ht MYB2 基因PCR扩增 |
3.2.5 目的产物回收 |
3.2.6 p GEM-T Easy载体链接 |
3.2.7 连接产物转化大肠杆菌 |
3.2.8 阳性菌落筛选及测序 |
3.2.9 HtMYB2生物信息学分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 HtMYB2基因克隆 |
3.3.2 HtMYB2蛋白质预测及理化性质分析 |
3.3.3 对目的蛋白的亲水性和疏水性分析 |
3.3.4 HtMYB2蛋白的二级结构预测 |
3.3.5 HtMYB2系统发育分析 |
3.3.6 HtMYB2蛋白保守域预测 |
3.3.7 目的基因蛋白序列对比分析 |
3.4 讨论 |
第4章 HtMYB2基因的过表达功能验证 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 重组质粒的提取 |
4.2.3 引物设计与合成 |
4.2.4 Gateway技术入门载体的构建 |
4.2.5 转基因过表达载体的构建 |
4.2.6 农杆菌菌液的制备 |
4.2.7 培养基的制备 |
4.2.8 农杆菌介导的过表达 |
4.2.9 差异基因的RT-PCR验证 |
4.2.10 相对花青素含量测定 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 HtMYB2基因功能验证 |
4.3.2 QY1和QY3 不同组织中花青素相对含量及Ht MMYB2 表型分析 |
4.4 讨论 |
第5章 HtMYB2基因启动子差异分析 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 试验材料 |
5.2.2 引物设计与合成 |
5.2.3 植物基因组DNA的提取 |
5.2.4 启动子序列PCR扩增 |
5.2.5 启动子序列分析 |
5.2.6 Ht MYB2 启动子融合GUS基因表达载体的构建 |
5.2.7 农杆菌侵染瞬时表达 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 启动子基因克隆 |
5.3.2 启动子生物信息学分析 |
5.3.3 HtMYB2基因启动子活性检验 |
5.3.4 菊芋自然群体HtMYB等位基因启动子的变异 |
5.4 讨论 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
作者简历 |
(5)蓝色花葡萄风信子关键基因DFR和FLS调控花青苷积累的功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 葡萄风信子花色形成研究概述 |
1.2 类黄酮及生物合成途径 |
1.3 花青苷和黄酮醇与花色的关系 |
1.4 花青苷转录调控研究进展 |
1.5 花色形成关键结构基因功能研究 |
1.5.1 类黄酮3'羟化酶(F3'H)和类黄酮3'5'羟化酶(F3'5'H)基因与花色形成 |
1.5.2 二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)基因的与花色形成 |
1.5.3 黄酮醇合酶(FLS)基因与花色形成 |
1.6 植物基因启动子研究进展 |
1.7 本研究的目的意义 |
第二章 葡萄风信子蓝色花形成关键基因MaDFR和 MaDFR1 的克隆及功能分析 |
2.1 材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 载体 |
2.1.3 主要试剂和菌株 |
2.2 方法 |
2.2.1 植物不同组织RNA提取及反转录试验 |
2.2.2 MaDFR和 MaDFR1 基因克隆 |
2.2.3 MaDFR和 MaDFR1 序列比对和聚类分析 |
2.2.4 MaDFR和 MaDFR1 相关载体构建 |
2.2.5 MaDFR和 MaDFR1 亚细胞定位分析 |
2.2.6 MaDFR和 MaDFR1 组织表达分析 |
2.2.7 葡萄风信子花发育的不同时期花青苷含量测定 |
2.2.8 MaDFR和 MaDFR1 原核表达分析 |
2.2.9 MaDFR和 MaDFR1 体外酶活性分析 |
2.2.10 MaDFR和 MaDFR1 异源表达功能分析 |
2.2.11 引物设计 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 葡萄风信子蓝色花形成关键基因MaDFR和 MaDFR1 克隆 |
2.3.2 MaDFR和 MaDFR1 序列比对和聚类分析 |
2.3.3 MaDFR和 MaDFR1 过表达载体构建及亚细胞定位分析 |
2.3.4 葡萄风信子花青苷含量测定及MaDFR和 MaDFR1 的时空表达分析 |
2.3.5 原核表达载体构建 |
2.3.6 目标蛋白可溶性分析及Western Blot检测分析 |
2.3.7 酶促实验分析 |
2.3.8 MaDFR和 MaDFR1 过表达载体构建 |
2.3.9 过表达MaDFR和 MaDFR1 烟草鉴定及表型分析 |
2.3.10 过表达MaDFR和 MaDFR1 烟草花冠总花青素含量测定 |
2.3.11 过表达MaDFR和 MaDFR1 烟草花冠花青苷成分鉴定 |
2.3.12 过表达MaDFR和 MaDFR1 烟草株系中花青苷途径相关基因表达分析 |
2.4 讨论 |
第三章 二氢黄酮醇4-还原酶基因启动子的克隆及功能分析 |
3.1 材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 载体 |
3.1.3 主要试剂和菌株 |
3.2 方法 |
3.2.1 引物设计 |
3.2.2 植物总DNA提取 |
3.2.3 葡萄风信子蓝色花形成关键基因MaDFR启动子克隆 |
3.2.4 PCR产物胶回收、连接和测序 |
3.2.5 葡萄风信子蓝色花形成关键基因MaDFR启动子生物信息学分析 |
3.2.6 MaDFR启动子缺失载体及转化烟草的植物表达载体的构建 |
3.2.7 农杆菌介导的烟草遗传转化和鉴定 |
3.2.8 GUS组织化学染色 |
3.2.9 GUS实时定量表达分析 |
3.2.10 双荧光素酶活性分析 |
3.2.11 引物设计 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 葡萄风信子蓝色花形成关键基因MaDFR启动子的克隆与生物学信息分析 |
3.3.2 GUS融合相关载体构建 |
3.3.3 转基因植株的鉴定 |
3.3.4 GUS组织化学染色分析及qPCR实验分析不同启动子区域的活性 |
3.3.5 启动子顺式作用元件与转录因子结合分析 |
3.4 讨论 |
第四章 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS的克隆及功能分析 |
4.1 材料 |
4.1.1 植物材料 |
4.1.2 载体 |
4.1.3 主要试剂和菌株 |
4.2 方法 |
4.2.1 葡萄风信子各组织RNA的提取和c DNA的合成 |
4.2.2 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS克隆 |
4.2.3 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS序列比对和聚类分析 |
4.2.4 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS过表达载体构建 |
4.2.5 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS亚细胞定位分析 |
4.2.6 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS时空表达分析 |
4.2.7 葡萄风信子不同组织花青苷含量测定 |
4.2.8 过表达MaFLS烟草的遗传转化及转基因植株的鉴定分析 |
4.2.9 过表达MaFLS转基因烟草花瓣总花青苷和总黄酮醇含量分析 |
4.2.10 过表达MaFLS转基因烟草类黄酮途径相关基因表达分析 |
4.2.11 引物设计 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS基因的克隆 |
4.3.2 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS序列分析和聚类分析 |
4.3.3 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS的转录表达和黄酮醇成分的积累分析 |
4.3.4 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS过表达载体构建 |
4.3.5 葡萄风信子花色形成关键基因MaFLS的亚细胞定位分析 |
4.3.6 过表达MaFLS烟草表型分析 |
4.3.7 烟草中MaFLS的过量表达影响花色素苷途径基因的表达水平 |
4.4 讨论 |
4.4.1 MaFLS基因参与葡萄风信子的花色形成 |
4.4.2 MaFLS和 MaDFR基因与葡萄风信子花色形成的关系 |
第五章 结论、创新点和研究展望 |
5.1 结论 |
5.2 创新点 |
5.3 研究展望 |
参考文献 |
缩略词 |
致谢 |
作者简介 |
(6)甘蓝型油菜BnF3H和BnDFR基因与相关MYB转录因子的克隆及表达分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
1 文献综述 |
1.1 甘蓝型油菜基本介绍 |
1.2 花青素及其功能 |
1.3 花青素的生物合成 |
1.4 花青素合成途径相关基因 |
1.4.1 黄烷酮3-羟化酶(F3H)的研究 |
1.4.2 二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)的研究 |
1.5 调控花青素合成的转录因子 |
1.6 影响花青素合成的相关因素 |
2 研究的目的意义 |
3 材料与方法 |
3.1 材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 菌株与载体 |
3.1.3 酶和生化试剂 |
3.1.4 引物合成 |
3.1.5 实验设备 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 RNA提取 |
3.2.2 DNA提取 |
3.2.3 c DNA第一链的合成 |
3.2.4 引物设计 |
3.2.5 序列扩增 |
3.2.6 纯化回收产物 |
3.2.7 回收产物克隆 |
3.2.8 质粒提取 |
3.2.9 测序及序列分析 |
3.2.10 生物信息学分析 |
3.2.11 亚细胞定位 |
3.2.11.1 亚细胞定位融合蛋白表达载体构建 |
3.2.11.2 亚细胞定位融合蛋白表达载体酶切鉴定 |
3.2.11.3 基因枪法转化到洋葱表皮细胞 |
3.2.12 荧光实时定量分析 |
3.2.13 酵母单杂交 |
3.2.13.1 启动子活性报告载体构建 |
3.2.13.2 转录因子驱动载体构建 |
3.2.13.3 酵母单杂交载体酶切鉴定 |
3.2.13.4 转录因子与启动子相互作用检测 |
4 结果与分析 |
4.1 基因、转录因子、启动子的克隆及序列分析 |
4.1.1 RFBnF3H1、RFBnF3H2、RFBnDFR的克隆及序列分析 |
4.1.2 RFBnMYB114、RFBnMYB90 的克隆及序列分析 |
4.1.3 RFBnF3H1、RFBnF3H2、RFBnDFR启动子的克隆及序列比对 |
4.2 亚细胞定位分析 |
4.3 荧光实时定量分析 |
4.3.1 RFBnF3H1、RFBnF3H2、RFBnDFR荧光实时定量分析 |
4.3.2 RFBnMYB114、RFBnMYB90 荧光实时定量分析 |
4.3.3 荧光实时定量分析比较 |
4.4 酵母单杂交 |
4.4.1 转录因子对基因启动子的转录激活分析 |
4.4.2 启动子顺式作用元件分析 |
5 结论与讨论 |
5.1 结论 |
5.2 讨论 |
5.2.1 花青素积累分子机制的研究 |
5.2.2 进一步需要研究的问题 |
参考文献 |
附录 |
附录1 实验所用引物及序列 |
附录2 实验所用培养基配制 |
附录3 基因和转录因子以及启动子的序列比对 |
致谢 |
作者简历 |
(7)水稻叶鞘花青素合成的分子机制和自发突变基因快速克隆新方法(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
第一部分 水稻叶鞘花青素合成的分子机制 |
1.1 文献综述 |
1.1.1 研究问题的由来 |
1.1.2 花青素的基本信息 |
1.1.3 花青素对植物的作用 |
1.1.4 花青素对于人类健康的作用 |
1.1.5 花青素基因在植物中的研究进展 |
1.1.5.1 花青素合成途径的结构基因 |
1.1.5.2 花青素合成途径的调节基因 |
1.1.5.3 花青素合成途径中基因的互作 |
1.1.6 影响花青素合成的其它因素 |
1.1.7 花青素在育种上的利用 |
1.1.8 本研究的意义 |
1.2 材料与方法 |
1.2.1 本实验所用水稻材料及群体 |
1.2.2 PSH1 基因的初步定位 |
1.2.3 PSH1 基因的精细定位 |
1.2.4 本实验所用载体和菌株 |
1.2.5 遗传转化载体构建 |
1.2.6 水稻的遗传转化 |
1.2.7 转基因材料鉴定 |
1.2.8 DNA抽提及PCR程序 |
1.2.9 RNA抽提、反转录和qPCR |
1.2.10 酵母双杂交 |
1.2.11 花青素抽提 |
1.2.12 花青素的测量 |
1.3 结果与分析 |
1.3.1 PSH1 的发现 |
1.3.2 PSH1 的基因克隆 |
1.3.2.1 PSH1 的精细定位 |
1.3.2.2 候选基因筛选 |
1.3.2.3 候选基因Rb2 的遗传转化验证 |
1.3.3 另一个控制叶鞘花青素的基因克隆 |
1.3.3.1 基因的初步验证 |
1.3.3.2 Rb1 基因猜想与遗传转化 |
1.3.3.3 Rb1与Rb2 共同控制叶鞘花青素的合成 |
1.3.3.4 Rb1与Rb2 氨基酸同源性分析 |
1.3.4 相关材料表达量鉴定 |
1.3.5 OsC1 对叶鞘花青素的贡献 |
1.3.6 Rb(s)与OsC1 的遗传互作 |
1.3.7 Rb1、Rb2与OsC1 的蛋白互作 |
1.3.8 异位表达Rb2 产生紫色种皮 |
1.4 讨论 |
1.4.1 为什么Rb1和Rb2 很少被定位 |
1.4.2 启动子区差异可能是导致Rb1/Rb2 功能差异的原因 |
1.4.3 OsC1 是控制叶鞘、稃尖和柱头花青素合成的主要基因 |
1.4.4 OsC1和Rb1/Rb2的潜在应用 |
1.4.4.1 “互补效应”用于杂交种纯度鉴定 |
1.4.4.2 培育特色紫米 |
1.4.4.3 观赏稻培育 |
1.4.5 超表达Rb1或Rb2 影响灌浆不影响育性 |
第二部分 一种自发突变基因快速克隆新方法 |
2.1 文献综述 |
2.1.1 研究问题由来 |
2.1.2 突变体基因的克隆方法 |
2.1.2.1 转座子标签法 |
2.1.2.2 侧翼序列分离法 |
2.1.2.3 Tilling法 |
2.1.2.4 MutMap法 |
2.1.2.5 图位克隆法 |
2.1.3 本研究的意义 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 本实验所用水稻材料 |
2.2.2 EMS诱变处理ZH11和9311 |
2.2.3 TAIL-PCR分离侧翼序列 |
2.2.4 叶绿素测定 |
2.2.5 定位群体构建 |
2.2.6 F_2 极端单株测序 |
2.2.7 测序数据分析 |
2.2.8 候选基因验证载体 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 3t突变体基因定位及验证 |
2.3.1.1 在F_2中3t突变体的目标性状呈现数量性状分离特点 |
2.3.1.2 引入中性突变体定位基因 |
2.3.1.3 候选基因转基因验证 |
2.3.2 srl突变体基因定位及验证 |
2.4 讨论 |
2.4.1 新方法拓展了突变体基因克隆的方向 |
2.4.2 候选基因筛选原则 |
2.4.3 ABS.ratio与 ratio对基因定位的影响 |
2.4.4 “野生型”杂合区间对于基因定位的影响 |
2.4.5 不同“野生型”的选择对于定位的影响 |
2.4.6 影响突变体基因定位的其它因素 |
参考文献 |
附录 |
附录1 本研究所使用的引物 |
附录2 个人简介 |
致谢 |
(8)MYB转录因子调控葡萄果实花色苷形成的分子机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词(Abbreviation) |
引言 |
第一章 文献综述 |
1 花色苷的结构与功能 |
1.1 花色苷的结构 |
1.2 花色苷的功能 |
2 葡萄花色苷的生物合成 |
2.1 葡萄花色苷生物合成途径 |
2.2 花色苷生物合成相关结构基因 |
3 MYB转录因子调节葡萄花色苷的生物合成 |
3.1 调控葡萄果实着色MYB基因位点的基因型 |
3.2 调控葡萄果实着色MYB基因位点的单倍型 |
3.3 其它MYB相关基因与花色苷生物合成 |
4 bHLH和WD40转录因子调节葡萄花色苷的生物合成 |
4.1 bHLH转录因子的结构特点与花色苷生物合成 |
4.4 WD40转录因子的结构特点与花色苷生物合成 |
5 MYB-bHLH-WD40(MBW)对花色苷生物合成的调控 |
6 本研究的目的与意义 |
第二章 葡萄果实着色相关MYB基因的基因型和单倍型分析 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
2 结果与分析 |
2.1 葡萄种质果皮色泽性状的调查与评价 |
2.2 213份葡萄种质MYBA1和MYBA2基因位点基因型的鉴定 |
2.3 213份葡萄种质MYBA1和MYBA2基因位点单倍型的分析 |
2.4 利用杂交群体验证MYB单倍型调控果实着色的遗传分离规律 |
3 讨论 |
3.1 葡萄MYBA1和MYBA2基因位点的基因型与果实着色的关系 |
3.2 葡萄MYBA1和MYBA2基因位点的单倍型组成与果实着色的关系 |
3.3 葡萄果实色泽性状分子设计育种的新措施 |
第三章 不同单倍型葡萄MYB调节基因及着色相关结构基因的表达分析 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
2 结果与分析 |
2.1 不同单倍型组成葡萄果实发育过程生理指标变化 |
2.2 单倍型为A的葡萄品种中花色苷合成相关基因的表达模式 |
2.3 单倍型为AC-Rs的葡萄品种中花色苷合成相关基因的表达模式 |
2.4 单倍型为AE2的葡萄品种中花色苷合成相关基因的表达模式 |
2.5 单倍型为AE1E2的葡萄品种中花色苷合成相关基因的表达模式 |
3 讨论 |
3.1 不同单倍型葡萄中花色苷合成相关调节基因的表达模式分析 |
3.2 不同单倍型葡萄中花色苷合成相关结构基因的表达模式分析 |
第四章 葡萄MYBA2基因位点中VvmybA2r和VvmybA2w的功能鉴定 |
1 材料和方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
2 结果与分析 |
2.1 葡萄VvmybA2r和VvmybA2w基因克隆及生物信息学分析 |
2.2 葡萄VvmybA2r和VvmybA2w基因的表达模式分析 |
2.3 葡萄VvmybA2r和VvmybA2w的亚细胞定位分析 |
2.4 VvmybA2r和VvmybA2w转基因烟草的表型鉴定与基因表达分析 |
2.5 葡萄VvmybA2r和VvmybA2w转录激活特性分析 |
2.6 葡萄MYB蛋白VvmybA2w的互作蛋白筛选与验证 |
2.7 葡萄VvmybA2r与VvMYCA1和VvWDR1间的相互作用 |
2.8 葡萄VvmybA2r和VvmybA2w烟草瞬时表达分析 |
3 讨论 |
3.1 葡萄VvmybA2r和VvmybA2w转录因子的克隆及序列分析 |
3.2 葡萄VvmybA2r和VvmybA2w转录因子的表达分析 |
3.3 VvmybA2r是MYB-bHLH-WD40 (MBW)复合体的成员之一 |
3.4 VvmybA2w蛋白与UBE2A和SAP5蛋白互作可能的生物学意义 |
第五章 葡萄VvPAL-like基因启动子的分离及鉴定 |
1 材料和方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
2 结果与分析 |
2.1 葡萄VvPAL-like基因时空表达分析 |
2.2 葡萄VvPAL-like启动子的克隆和序列分析 |
2.3 转基因烟草的再生及分子鉴定 |
2.4 葡萄VvPAL-like启动子组织特异性表达模式 |
2.5 葡萄VvPAL-like启动子的非生物胁迫响应 |
2.6 葡萄VvPAL-like启动子激素响应区域的鉴定 |
3 讨论 |
全文结论 |
本文创新点 |
参考文献 |
附表 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(9)单子叶植物香雪兰花色苷合成转录调控网络解析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.植物与类黄酮 |
2.花色苷 |
2.1 控制花色苷合成的结构基因 |
2.2 控制花色苷合成的调节基因 |
2.3 当前花色苷合成转录调控机制研究存在的问题 |
3.香雪兰花色苷代谢前期研究基础 |
4.本文研究内容和意义 |
第二章 正向调控香雪兰花色苷合成的MYB转录因子的克隆及功能鉴定 |
1.材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 实验方法 |
2.结果与分析 |
2.1 香雪兰FhPAP1L1和FhPAP1L2生物信息学分析 |
2.2 香雪兰FhPAP1L1和FhPAP1L2亚细胞定位分析 |
2.3 香雪兰FhPAP1L1和FhPAP1L2时空表达分析 |
2.4 香雪兰FhPAP1L1和FhPAP1L2在拟南芥中的过量表达分析 |
2.5 香雪兰FhPAP1L1和FhPAP1L2在拟南芥中发挥作用依赖于At TT8而不依赖于AtTTG |
3.讨论 |
3.1 香雪兰FhPAP1L1和FhPAP1L2是正向调控花色苷合成的R2R3-MYB转录因子 |
3.2 香雪兰FhPAP1L1或FhPAP1L2与拟南芥AtPAP1作用机制存在差异 |
4.小结 |
第三章 负向调控香雪兰花色苷合成的MYB转录因子的克隆及功能鉴定 |
1.材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 实验方法 |
2.结果与分析 |
2.1 香雪兰FhMYB4L和FhCPCL生物信息学分析 |
2.2 香雪兰FhMYB4L和FhCPCL时空表达分析 |
2.3 香雪兰FhMYB4L和FhCPCL在拟南芥和烟草中的过量表达分析. |
2.4 香雪兰FhMYB4L和FhCPCL以不同的调控机制调控相关基因的表达 |
2.5 香雪兰FhMYB4L和FhCPCL还参与调控了拟南芥其他代谢途径 |
3.讨论 |
4.小结 |
第四章 香雪兰花色苷合成相关WD40转录因子的克隆及功能鉴定 |
1.材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 实验方法 |
2.结果与分析 |
2.1 香雪兰FhTTG1L生物信息学分析 |
2.2 香雪兰FhTTG1L时空表达分析 |
2.3 香雪兰FhTTG1L在拟南芥ttg1突变体中的过量表达分析 |
2.4 香雪兰FhTTG1L通过与拟南芥内源bHLH转录因子互作发挥作用 |
2.5 香雪兰FhTTG1L能够增强MYB-bHLH复合物对相关基因的激活 |
2.6 香雪兰FhTTG1L的入核依赖于FhbHLHs |
3.讨论 |
4.小结 |
第五章 香雪兰花色苷合成转录调控模式分析 |
1.材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 实验方法 |
2.结果与分析 |
2.1 香雪兰花色苷合成相关基因的克隆 |
2.2 香雪兰参与花色苷合成的结构基因时空表达分析 |
2.3 香雪兰中存在由MYB、bHLH和WD40形成的MBW转录复合物 |
2.4 香雪兰MBW复合物能够调控花色苷合成相关结构基因的表达 |
2.5 香雪兰MBW复合物成员之间存在相互调控 |
3.讨论 |
4.小结 |
主要结论与创新点 |
参考文献 |
致谢 |
在研期间公开发表论文情况 |
参加科研项目情况 |
(10)‘赤霞珠’葡萄中花色素双糖苷的鉴定及其合成机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 花色苷概述 |
1.1.1 花色苷的结构及分布 |
1.1.2 花色苷的性质 |
1.1.3 花色苷的生态功能 |
1.2 葡萄果实与葡萄酒中的花色苷 |
1.2.1 葡萄果实和葡萄酒中的花色苷 |
1.2.2 葡萄果实中花色苷的生物合成 |
1.2.3 影响花色苷合成的因素 |
1.3 花色素的修饰 |
1.3.1 花色素的非糖苷化修饰 |
1.3.2 花色素的糖基化修饰 |
1.4 基因功能验证 |
1.4.1 植物启动子 |
1.4.2 植物转基因 |
1.5 植物次生代谢糖基转移酶的研究进展 |
1.5.1 植物糖基转移酶概述 |
1.5.2 糖基转移酶的结构 |
1.5.3 糖基转移酶的反应特性 |
1.5.4 天然产物的糖基化 |
1.5.5 葡萄中糖基转移酶研究进展 |
1.6 本研究目的和意义 |
第二章 ‘赤霞珠’葡萄果实中存在花色素双糖苷的质谱证据 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 化学试剂 |
2.1.3 实验仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 葡萄果皮花色苷的提取 |
2.2.2 HPLC-ESI-MS检测葡萄果实花色苷 |
2.2.3 葡萄基因组DNA的提取 |
2.2.4 核酸电泳检测 |
2.2.5 基因组SSR-PCR扩增 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 ‘赤霞珠’葡萄果实中花色苷的检测 |
2.3.2 ‘赤霞珠’葡萄品种的鉴定 |
2.4 小结 |
第三章 ‘赤霞珠’葡萄Vv5GT候选基因的克隆及其生化鉴定 |
3.1 实验材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 菌株和菌体 |
3.1.3 化学试剂 |
3.1.4 实验仪器 |
3.1.5 培养基的配制 |
3.1.6 溶液配制 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 葡萄果实总DNA和RNA的提取 |
3.2.2 cDNA的合成 |
3.2.3 Vv5GT候选基因的合成 |
3.2.4 重组载体的构建及序列分析 |
3.2.5 Vv5GT候选基因表达载体的构建 |
3.2.6 Vv5GT重组蛋白的表达和纯化 |
3.2.7 Vv5GT重组蛋白酶学活性检测 |
3.2.8 重组Vv5GT3基本酶学特性研究 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 Vv5GT候选基因的扩增及序列分析 |
3.3.2 蛋白质功能预测 |
3.3.3 重组表达载体的构建与验证 |
3.3.4 Vv5GT重组蛋白的表达和纯化 |
3.3.5 重组Vv5GT的生化功能鉴定 |
3.3.6 重组Vv5GT3基本酶学特性研究 |
3.4 小结 |
第四章 Vv5GT3基因启动子的克隆及其对光强的响应 |
4.1 实验材料 |
4.1.1 植物材料 |
4.1.2 仪器 |
4.1.3 菌株和载体 |
4.1.4 药品与试剂 |
4.1.5 常用试剂配制 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 葡萄果实理化指标的测定 |
4.2.2 目的基因转录水平表达的检测 |
4.2.3 葡萄Vv5GT3基因启动子序列的获得 |
4.2.4 启动子活性分析 |
4.2.5 序列分析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 葡萄果实的基本理化指标 |
4.3.2 Vv5GT3基因在‘赤霞珠’果实中的表达 |
4.3.3 ‘赤霞珠’果实Vv5GT3基因启动子的克隆及序列分析 |
4.3.4 根癌农杆菌转化及鉴定 |
4.3.5 ‘赤霞珠’Vv5GT3启动子对光强的响应 |
4.4 小结 |
第五章 Vv5GT3在植物体内的功能验证 |
5.1 实验材料 |
5.1.1 植物材料 |
5.1.2 菌株和载体 |
5.1.3 化学试剂和试剂盒 |
5.1.4 试剂的配制 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 Vv5GT3在植物体内的亚细胞定位 |
5.2.2 Vv5GT3在转基因烟草中的表达 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 Vv5GT3在植物体内的亚细胞定位 |
5.3.2 Vv5GT3在转基因烟草中的表达 |
5.4 小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介 |
四、花特异表达启动子的克隆及花色调节基因Lc表达载体的构建(论文参考文献)
- [1]苹果MdbHLH51和MdbHLH155的基因克隆及其在花青素合成中的作用[D]. 宁改星. 甘肃农业大学, 2020(12)
- [2]国槐花色转录组学分析与花青苷积累关键基因功能验证[D]. 郭丽萍. 北京林业大学, 2020(01)
- [3]葡萄风信子MaFLS基因启动子的克隆及功能研究[D]. 苏蓓蓓. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [4]菊芋块茎表皮花青素生物合成分子机理研究[D]. 高洁铭. 青海大学, 2020(02)
- [5]蓝色花葡萄风信子关键基因DFR和FLS调控花青苷积累的功能研究[D]. 刘红利. 西北农林科技大学, 2019(02)
- [6]甘蓝型油菜BnF3H和BnDFR基因与相关MYB转录因子的克隆及表达分析[D]. 梁浩. 四川农业大学, 2019(01)
- [7]水稻叶鞘花青素合成的分子机制和自发突变基因快速克隆新方法[D]. 胡伟. 华中农业大学, 2019(01)
- [8]MYB转录因子调控葡萄果实花色苷形成的分子机制研究[D]. 纠松涛. 南京农业大学, 2018(07)
- [9]单子叶植物香雪兰花色苷合成转录调控网络解析[D]. 李月庆. 东北师范大学, 2017(05)
- [10]‘赤霞珠’葡萄中花色素双糖苷的鉴定及其合成机制研究[D]. 邢冉冉. 中国农业大学, 2016(08)