光周期响应基因StYABBY1调控光合作用功能研究

论文摘要

本实验室前期研究中,以不同光周期处理的马铃薯叶片为材料,利用转录组测序等方法,识别了包括StYABBY1在内的光周期响应基因。转录因子YABBY广泛参与植物不同器官的形成,但其作用机制研究报道有限。本研究通过抑制YABBY1基因表达,观察和测定YABBY1抑制株系的蛋白质组和生理表型变化,探索StYABBY1参与调控的代谢途径,具体研究结果如下:（1）通过分子克隆途径,在pC1305-35S载体多克隆位点插入StYABBY1反义cDNA序列,构建了抑制YABBY1基因表达的重组载体,转化农杆菌GV3101,筛选获得阳性重组农杆菌菌株GV3101-pC-35S-StYABBY1。利用根癌农杆菌介导转化方法,将重组基因转化马铃薯和本氏烟,筛选得到YABBY1抑制表达的本氏烟阳性株系yab-11和yab-14。（2）形态观察和生理表型测定结果显示,对照和阳性株系苗期无可见形态表型差异,阳性株系土培60 d株高高出对照近1/3;抑制YABBY1表达阳性株系叶绿素和赤霉素含量分别高于对照29%和22倍,YABBY1抑制表达株系的净光合速率是对照的4.1倍。结果表明,抑制YABBY1表达增强了叶绿素合成和光合作用。（3）iTRAQ方法测定了 YABBY1抑制表达和对照株系的蛋白质组表达谱,t检验分析,筛选了随YABBY1表达减少相对积累量显著变化的DAPs（差异丰度蛋白）;参考拟南芥蛋白质数据库,设定DAPs与其同源蛋白质相似性和STRING可信度阈值,筛选出的DAPs经过STRING关联分析,确定了这些DAPs主要来自叶绿素合成和光合磷酸化等途径。（4）GO功能分类和KEGG代谢途径富集分析,进一步证实了这些DAPs主要来源于叶绿素合成、碳固定和光合磷酸化ATP合成等光合作用代谢途径。通过以上研究推测:抑制YABBY1表达,增加了叶绿素合成和积累,增强了光合作用代谢,提高了光合速率;因而,StYABBY1具有反向调控叶绿素积累和光合作用的功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 英文缩略词表（Abbreviation Table）
• 第一章 引言
•   1.1 光照周期
•   1.2 转录因子YABBY
•   1.3 YABBY参与GA合成
•   1.4 光合作用研究概要
•   1.5 差异蛋白表达分析方法
•   1.6 本实验室前期研究基础
•   1.7 研究内容及技术路线
•     1.7.1 研究目的
•     1.7.2 课题研究方案
•     1.7.3 技术路线
• 第二章 抑制YABBY1表达载体的构建
•   2.1 实验材料、试剂和仪器
•     2.1.1 菌株、载体
•     2.1.2 仪器
•     2.1.3 试剂
•     2.1.4 引物序列
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 抑制YABBY1表达载体的构建
•     2.2.2 YABBY转化根癌农杆菌
•   2.3 结果与分析
•     2.3.1 目的基因cDNA的扩增
•     2.3.2 目的片段及载体的双酶切
•     2.3.3 重组菌落阳性鉴定
•     2.3.4 重组载体pC-35 S-StYABBY1双酶切鉴定
•     2.3.5 根癌农杆菌的转化及鉴定
•   2.4 讨论
• 第三章 重组YABBY1在植物体内的表达
•   3.1 实验材料、试剂和仪器
•     3.1.1 材料
•     3.1.2 试剂
•     3.1.3 主要仪器
•   3.2 实验方法与过程
•     3.2.1 农杆菌介导法侵染马铃薯
•     3.2.2 叶盘转化法侵染烟草叶片
•     3.2.3 阳性转化株系的筛选
•   3.3 结果与分析
•     3.3.1 马铃薯/烟草的遗传转化
•     3.3.2 阳性转化株系的检测
•   3.4 讨论
• 第四章 YABBY1表达下调决定的生理表型测定
•   4.1 实验材料、试剂和仪器
•     4.1.1 实验材料
•     4.1.2 实验试剂
•     4.1.3 仪器、设备
•   4.2 方法
•     4.2.1 表型
•     4.2.2 多重序列比对分析
•     4.2.3 抑制YABBY1表达的RT-qPCR定量
•     4.2.4 YABBY抑制表达植株净光合光合速率、ATP、赤霉素以及叶绿素含量的测定
•   4.3 结果与分析
•     4.3.1 表型观察
•     4.3.2 StYABBY1多重序列对比
•     4.3.3 反义StYABBY1抑制其mRNA体内积累
•     4.3.4 抑制YABBY1表达,增强叶绿素积累
•     4.3.5 抑制YABBY1表达,减少ATP积累
•     4.3.6 抑制YABBY1表达,增加赤霉素积累
•     4.3.7 抑制YABBY1表达,增加净光合速率
•   4.4 讨论
• 第五章 响应YABBY1表达的蛋白质组表达谱分析
•   5.1 实验材料及方法
•   5.2 数据的处理
•     5.2.1 差异蛋白筛选
•     5.2.2 GO功能分析及富集
•     5.2.3 KEGG通路富集分析
•   5.3 实验结果
•     5.3.1 差异蛋白数量
•     5.3.2 GO功能富集分析
•     5.3.3 抑制YABBY1的表达可以激活氧化磷酸化和碳固定
•     5.3.4 YABBY1抑制表达,上调叶绿体、下调线粒体氧化还原水平
•     5.3.5 YABBY1抑制表达,分别上调叶绿体和下调和线粒体ATP合成
•     5.3.6 YABBY1抑制表达,增强叶绿体代谢活性,增强光合作用
•   5.4 讨论
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 伍涵宇

导师: 姚新灵

关键词: 光合作用,差异蛋白,本氏烟,叶绿体

来源: 宁夏大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,生物学,农作物

单位: 宁夏大学

基金: 国家自然科学基金项目(项目编号:31360275)

分类号: S532;Q943.2

DOI: 10.27257/d.cnki.gnxhc.2019.000649

总页数: 51

文件大小: 3576K

下载量: 52