小麦TaCP3基因的克隆和对抗旱的响应研究

发布时间：2024-05-09 04:49

　　小麦(Triticum aestivum L.)是全世界重要的粮食作物之一,其产量和质量的输出对全球粮食安全有着举足轻重的影响。半胱氨酸蛋白酶(Cysteine protease,CP)是一类功能强大的蛋白,不但参与植物的许多生理活动,而且在植物遭受胁迫时也起到重要作用,因此,对半胱氨酸蛋白酶的研究能够为培育出抗逆的高产优质小麦的选育提供一定的理论依据和实际意义。目前拟南芥中半胱氨酸蛋白酶的研究比较丰富,玉米、水稻和大麦等其它植物中的研究也比较多,相比而言,其在小麦中的研究还不够深入,因此,本研究工作能够为半胱氨酸蛋白酶在小麦中的作用提供一些参考。实验以普通小麦品种“中国春”(Chinese Spring,CS)和抗旱小麦品种“西农538”为材料,克隆TaCP3基因及其启动子序列,并且进行了序列的比对和生物信息分析;SDS-PAGE检测原核表达的TaCP3蛋白,并用Western blot进行鉴定;对特定苗期的小麦幼叶模拟干旱、高温、低温、高盐和旱热五种非生物胁迫,用荧光定量PCR对各胁迫下的、不同时间点的取样叶片中TaCP3基因的表达量进行分析;用拟南芥做功能验证,进一步将TaCP3...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 综述
    1.1 研究背景
    1.2 植物抗旱研究现状
        1.2.1 渗透调节基因
        1.2.2 氧化防御相关基因
        1.2.3 水分胁迫蛋白基因
        1.2.4 代谢调控相关基因
        1.2.5 信号转导相关基因
        1.2.6 抗旱相关转录因子相关基因
    1.3 半胱氨酸蛋白酶家族研究进展
        1.3.1 半胱氨酸蛋白酶家族的概述
        1.3.2 半胱氨酸蛋白酶家族的功能
        1.3.3 半胱氨酸蛋白酶家族的分类
    1.4 木瓜蛋白酶（PLCPs）的结构与分类
    1.5 半胱氨酸蛋白酶在作物中的研究进展
        1.5.1 小麦
        1.5.2 拟南芥
        1.5.3 水稻
        1.5.4 玉米
        1.5.5 其他作物
    1.6 转基因技术
        1.6.1 农杆菌介导法
        1.6.2 基因枪法
        1.6.3 花粉管通道法
    1.7 本研究的目的意义及技术路线
第二章 TaCP3基因及其启动子的克隆
    2.1 材料
        2.1.1 材料
        2.1.2 主要试剂及试剂配置
        2.1.3 主要仪器设备
    2.2 试验方法
        2.2.1 小麦基因组DNA的提取
        2.2.2 普通小麦TaCP3基因的克隆
        2.2.3 TaCP3基因启动子的克隆
    2.3 结果与分析
        2.3.1 TaCP3基因的获得及其生物信息学分析
        2.3.2 小麦TaCP3基因启动子的获得及其分析
第三章 TaCP3重组蛋白的原核表达
    3.1 材料
        3.1.1 载体及菌株
        3.1.2 主要试剂
        3.1.3 主要仪器设备
    3.2 试验方法
        3.2.1 重组质粒的构建及鉴定
        3.2.2 重组质粒的诱导表达及检测
    3.3 结果与分析
        3.3.1 不含信号肽编码区的扩增与鉴定
        3.3.2 表达蛋白的SDS-PAGE分析
        3.3.3 表达蛋白的Western blot分析
第四章 TaCP3基因的表达模式分析
    4.1 材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 主要试剂
        4.1.3 主要仪器设备
    4.2 试验方法
        4.2.1 材料处理
        4.2.2 样品RNA的提取与反转录
        4.2.3 实时荧光定量PCR（q RT-PCR）
    4.3 结果与分析
        4.3.1 干旱胁迫下TaCP3基因的表达特性分析
        4.3.2 其它非生物胁迫下TaCP3基因的表达特性分析
第五章 TaCP3基因的功能验证
    5.1 材料
        5.1.1 材料
        5.1.2 试剂
        5.1.3 仪器
    5.2 试验方法
        5.2.1 重组过表达载体p CAMBIA1302TaCP3的构建
        5.2.2 农杆菌GV3101的感受态制备
        5.2.3 冻融法转化农杆菌
        5.2.4 拟南芥遗传转化及其转基因植株的筛选
        5.2.5 转基因拟南芥的功能验证
    5.3 结果与分析
第六章 讨论与结论
    6.1 讨论
    6.2 结论
参考文献
附录A“西农 538”和CS TaCP3基因的序列比对
附录B“西农 538”和CS 3B染色体上TaCP3基因启动子结构域（有功能显示的）
附录C“西农 538”3A和 3D染色体上TaCP3基因启动子结构域（有功能显示的）
附录D“西农 538”3A、3B、3D染色体上TaCP3基因启动子独有结构域（有功能显示的）
致谢
个人简历



本文编号：3968339