StGH3.1和StGH3.5基因功能验证及对马铃薯抗机械损伤和抗病性响应

发布时间：2023-11-10 18:41

　　马铃薯作为一种重要的粮食作物,其受到病虫害和机械损伤会直接影响植物发育,从而导致大面积减产。为了避免这种情况的发生,一方面需要进行病虫害预防和精细化耕作,另一方面则需要优良品种的选育。茉莉酸(JA)作为一种重要的植物激素,在植物抵御病虫害和机械损伤过程中起到了重要的调控作用。随着茉莉酸信号通路中相关调控基因在拟南芥中的研究不断深入,其对植物病虫害和机械损伤的调控机制也越加清晰。在植物中具有活性成分的化合物为茉莉酸异亮氨酸耦合物(JA-Ile),该耦合物是由植物内源茉莉酸经由JAR1蛋白(属于GH3蛋白家族)诱导形成。缺失该蛋白的植物可能无法进行该信号的传输以及相关调控基因的响应。马铃薯中茉莉酸相关信号通路基因的研究进程较为缓慢,更无JAR1同源蛋白预测和功能分析的相关研究。因此本课题采用生物信息学方法对马铃薯GH3蛋白家族相关基因进行分析,预测马铃薯JAR1同源蛋白。通过激素检测、转基因植株诱导表型分析等方法,研究相关基因功能。为马铃薯相关领域研究填补空白,也为基于茉莉酸的马铃薯抗病虫害和机械损伤机制研究提供部分支撑。论文主要研究结果如下:(1)选择48个测序物种,利用生物信息学手段对...

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 茉莉酸概述
        1.2.1 茉莉酸的生物合成途径
        1.2.2 茉莉酸信号传导研究
        1.2.3 茉莉酸对植物的影响
    1.2 茉莉酸在马铃薯中的研究进展
    1.3 GH3基因家族的研究进展
    1.4 研究目的及意义
    1.5 技术路线
第二章 马铃薯及植物界GH3蛋白特征分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 GH3基因的生物信息学分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 GH3基因家族的鉴定和进化树的构建
        2.2.2 GH3相关蛋白的结构和基因复制信息分析
        2.2.3 StGH3 蛋白GO注释、互作分析
        2.2.4 StGH3基因表达分析
        2.2.5 Group I基因在胁迫下表达分析
    2.3 结论与讨论
第三章 StGH3.1和StGH3.5 基因克隆及蛋白诱导分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验材料
        3.1.2 基因的克隆
        3.1.3 载体质粒的提取和酶切
        3.1.4 重组载体的构建和鉴定
        3.1.5 转化蛋白诱导鉴定和纯化
        3.1.6 JA-Ile含量检测
    3.2 结果与分析
        3.2.1 基因的克隆
        3.2.2 载体的酶切和连接
        3.2.3 原核表达蛋白鉴定
        3.2.4 目的蛋白诱导纯化
        3.2.5 JA-Ile络合物检测
    3.3 结论与讨论
第四章 StGH3.1和StGH3.5 蛋白的亚细胞定位
    4.1 材料与方法
        4.1.1 试验材料
        4.1.2 亚细胞定位载体构建
        4.1.3 重组载体农杆菌转化
        4.1.4 烟草亚细胞定位
        4.1.5 原生质体亚细胞定位
    4.2 结果与分析
        4.2.1 亚细胞定位载体的构建
        4.2.2 StGH3.1和StGH3.5 蛋白亚细胞定位
    4.3 结论与讨论
第五章 StGH3.1和StGH3.5 基因在拟南芥突变体Jar1 功能回补分析
    5.1 材料与方法
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 表达载体的构建
        5.1.3 拟南芥突变体的转化
        5.1.4 转基因植株的鉴定
        5.1.5 回补基因功能分析
    5.2 结果与分析
        5.2.1 过表达载体的构建
        5.2.2 转基因拟南芥的鉴定
        5.2.3 Me JA和 JA胁迫下表型分析
    5.3 结论与讨论
第六章 StGH3.1和StGH3.5 在马铃薯中功能分析
    6.1 材料与方法
        6.1.1 试验材料
        6.1.2 干扰载体的构建
        6.1.3 马铃薯农杆菌转化过程
        6.1.4 转基因植株的鉴定
        6.1.5 转基因株系机械损伤胁迫
        6.1.6 待测样品激素检测
        6.1.7 JA处理对转基因马铃薯生长的影响
        6.1.8 青枯菌(GM1000)侵染马铃薯
        6.1.9 转基因植株生长势分析
    6.2 结果与分析
        6.2.1 载体构建和转基因植株的鉴定
        6.2.2 机械损伤诱导后的激素检测
        6.2.3 JA处理对转基因马铃薯生长的影响
        6.2.4 转基因马铃薯抗青枯菌分析
        6.2.5 转基因植株生长势分析
    6.3 结论与讨论
第七章 结论与创新点
参考文献
附录A 48种植物的GH3蛋白名称
附录B 统计及作图相关数据
附录C 马铃薯遗传转化图片
致谢
个人简历



本文编号：3862106