一、植物衰老的分子机制及其调控(论文文献综述)
吴黎明[1](2020)在《晚熟脐橙果实采前枯水的生理和分子机制及其调控技术研究》文中指出晚熟脐橙是柑橘中成熟期较晚的一类脐橙品种,如伦晚脐橙(Citrus sinensis Osbeck‘Lanelate’Navel),其品质优良,适合在我国三峡库区种植,为优化我国柑橘品种结构和延长柑橘鲜果供应期发挥了重要作用。但近年来,该品种在果实成熟期间出现了严重枯水现象,汁胞枯水为一种生理性病害,大大降低了果实的食用品质和商品价值。因此,汁胞枯水发生原因和机理的研究成为晚熟脐橙生产的关键问题。本课题以晚熟脐橙品种‘伦晚脐橙’和‘红肉脐橙’(Citrus sinensis Osbeck‘Cara Cara’Navel)为试材,研究冬季低温和海拔对晚熟脐橙果实枯水和品质的影响,阐明湖北三峡库区晚熟脐橙果实枯水发生的原因;研究果实采前汁胞枯水相关的生理变化及基因表达,通过RNA-Seq测序,筛选果实枯水相关差异表达基因和靶基因,分析与汁胞枯水相关基因表达的变化,阐明果实采前枯水生理和分子机理;开展晚熟脐橙种植区域布局研究,探讨冬季套袋和覆膜对晚熟脐橙果实枯水和品质的影响,为湖北三峡库区采前果实枯水的栽培防控技术提供理论指导。本研究主要研究结果如下:1. 冬季低温和海拔对晚熟脐橙采前果实枯水与品质的影响湖北三峡库区晚熟脐橙果实枯水与冬季低温紧密相关,果实枯水主要由冬季低温诱导发生。冬季低温和海拔对晚熟脐橙果实枯水和品质有很大影响,在湖北三峡库区,较高海拔处(520 m)果实品质显着低于中、低海拔处(380~220 m),其果实可溶性固形物含量、固/酸比值、含水量、果汁率等均较低,果面着色较差,随采收期的延长,果实水分含量逐渐降低以致枯水,果实在花期(4月下旬)和新梢生长期(5月上旬)枯水发生比例高,分别达到50.0%和38.8%,且枯水指数增加,枯水程度逐渐加重,在春梢生长末期,果肉总含水量减少10.0%左右,而中、低海拔处在试验期间基本未观察到枯水果的发生。2. 晚熟脐橙果实采前枯水的生理机制研究细胞组织结构观察表明,果实汁胞枯水导致细胞壁纤维素、壁增厚、细胞内含物减少,并且细胞逐渐皱缩和中空。果实枯水率和枯水程度在花期明显增加,汁胞含水量和果汁率显着降低。果实呼吸速率随果实枯水的发生发展先上升后快速下降。同时,果实中可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)含量显着下降,汁胞颜色变浅。随汁胞枯水级别的增加,果胶、纤维素和木质素的含量增加。汁胞枯水的发生引起了细胞壁代谢相关酶活性的较大变化,其中果胶甲酯酶(PME)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性增加,而多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(CL)的活性降低。同时,汁胞枯水也导致了内源激素发生显着变化,Auxin、GA3等随枯水加重呈现显着下降趋势,但ABA在枯水时保持较高含量,这些物质含量的改变引起了果实内源激素的失衡,成为加速果实枯水的重要原因之一。3. 晚熟脐橙果实采前枯水的分子机制研究在晚熟脐橙采前枯水果实中共鉴定出差异表达基因903个,大多数基因在9个代谢通路中显着富集,q RT-PCR结果表明果实汁胞枯水与细胞壁代谢紧密相关。另外,与果胶分解相关的PME基因上调表达,PG基因则下调表达;与木质素合成相关的苯丙氨酸酶(PAL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)和POD上调表达,而参与纤维素分解的CL下调表达。这些基因的表达模式与q RT-PCR所揭示的低温处理的表达模式一致,进一步证实了冬季低温与晚熟脐橙越冬果实枯水形成有关。因此,低温通过影响晚熟脐橙果实的细胞壁代谢而加剧果实枯水。同时,鉴定到136个known mi RNA和6个novel mi RNA,其中有24个mi RNA在枯水果实中存在显着性差异表达。功能富集分析和代谢途径分析表明靶基因的功能主要集中于3个通路,其中植物激素信号转导在晚熟脐橙果实响应枯水的分子信号途径中起着重要的功能,与m RNA转录测序中代谢途径分析结果一致。mi RNA参与抗病相关基因的调控可能通过介导抗病基因的表达来提高晚熟脐橙果实抗病性。综上所述,晚熟脐橙果实汁胞内细胞受内源激素、细胞壁相关生理代谢、次生代谢生物合成、激素信号转导等相关基因以及参与胁迫、刺激响应的mi RNA靶基因的调控,发生糖酸物质代谢、营养物质消耗等一系列生理生化变化,汁胞水分和内含物质的不断转移和消耗,最终导致果实汁胞崩塌和枯水。初步形成了由冬季低温诱导的晚熟脐橙采前果实枯水的生理和分子机理。4. 晚熟脐橙果实采前枯水防控栽培技术研究试验探讨了湖北三峡库区晚熟脐橙果实枯水防控栽培技术,进行了晚熟脐橙种植区域布局研究,结果表明,在湖北三峡库区,江南晚熟脐橙适宜区域化种植在海拔360 m以下,江北在海拔350 m以下。在适宜范围外,随海拔升高,晚熟脐橙果实品质下降,可食率、果汁率降低,酸下降快,果实化渣性变差,果实枯水加重。其次,探讨了晚熟脐橙果实枯水防控生产技术,冬季套袋试验效果好,果实枯水比率控制在5%以下,显着低于对照果实(枯水率50%),可有效减轻和防止晚熟脐橙果实枯水,而且套袋果实外观好,品质优。覆膜技术效果其次,果实枯水比率可以控制在20%以下,而且该技术简便、劳动量小且成本较低,可以在生产中应用。
李可[2](2021)在《水稻叶片早衰突变体osled生长特性及其调控》文中进行了进一步梳理叶片早衰严重损害水稻的产量和品质。利用叶片早衰突变体研究叶片衰老的分子与生理机制一直备受关注,但是对于叶片早衰突变体农艺与生理性状在整个生育期的变化特征缺乏较为全面的研究,关于不同施氮量、外源植物激素处理对早衰突变体生长发育的影响,也知之甚少。本研究选用水稻叶片早衰突变体osled及其野生型品种(扬稻6号,WT)为材料,大田种植,在比较分析两基因型水稻全生育期农艺与生理特性的基础上,分别研究 了不同施氮量[0 kg hm-2(ON)、240kghm-2(240N)、360kg hm-2(360N)]、不同外源植物激素[生长素(IAA)、反式玉米素(Z)、赤霉素(GA3)和24-表油菜素甾酮(24-epiCS)]处理对osled生长发育的影响。主要结果如下:1、osled的产量因其每穗粒数、粒重和结实率的大幅度降低而显着低于WT。与WT相比,自幼苗中期到成熟期osled的株型矮小,叶片严重衰老,营养生长期显着延长,地上部生物量明显降低,穗型减小,且籽粒长有1.56 cm的水稻芒,但具有较多的有效分蘖数。另外,osled的叶片叶绿素含量、光合速率、氮含量以及硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性明显下降,茎鞘中非结构性碳水化合物(NSC)含量减少,而叶片谷氨酸合成酶(GOGAT)活性增强。表明WT中OsLED基因的突变引起了一系列农艺与生理特征的改变。2、氮肥处理通过增加水稻植株生物量、有效叶面积和茎蘖成穗率,增强叶片光合能力和氮代谢相关酶活性,改善根系活性及籽粒中蔗糖合酶(SuSase)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)活性,进而延缓了突变体osled的叶片衰老并降低了籽粒产量的损失。与240N相比,360N获得了显着提高产量且保持较高农学氮肥利用率(ANUE)的效果。说明施用较高施氮量(360N)是延缓水稻叶片衰老及降低产量损失的有效措施。农艺和生理性状的改善,是氮肥延缓水稻叶片衰老的生理机制。3、与对照(CK,喷施去离子水)相比,施用IAA、Z和24-epiCS处理的籽粒产量分别提高了 9.73%、28.1%和10.3%,而施用GA3处理的籽粒产量则显着降低。IAA、Z和24-epiCS处理通过提高作物生长速率、叶片功能和根系活力,增强NSC从茎向籽粒的再动员和贡献,明显延缓了osled植株的叶片衰老,减少了产量损失。说明植物生长调控物质对水稻osled的调控作用因植物生长物质的种类不同而不同,Z处理在延缓叶片衰老和减少产量损失方面效果最好,喷施GA3对水稻osled有不利影响。综上,与野生型相比,水稻叶片早衰突变体(osled)主要具有叶片早衰枯萎、植株矮小、生物量低、穗型小、粒重低和产量低等特征。360N处理和Z、24-epiCS、IAA外源施用可作为延缓早衰水稻品种叶片衰老、减少其产量损失的有效调控技术。本研究可为水稻抗衰老品种的选育及栽培调控提供理论依据和实践指导。
吕士凯[3](2021)在《真菌胁迫响应TaNAC基因和小麦杂种衰亡分子机理研究》文中研究指明小麦(Triticum aestivum L.)是世界上最主要的粮食作物之一,条锈病和白粉病均是严重威胁小麦生产安全的病害。小麦杂种衰亡是一种并不少见的过早衰老或过早死亡表型,是优良基因转移及品种改良的障碍。杂种衰亡可能是由植物响应病原菌胁迫相关基因进化出多效性的叠加导致的。NAC转录因子基因家族在植物衰老和生物胁迫响应中均发挥重要的调节作用。开展小麦抗病研究,挖掘抗病TaNAC基因并探究其抗病机制,对保证小麦生产安全具有重要意义,且有助于丰富对小麦抗病机制的理解。开展小麦杂种衰亡的遗传规律分析验证、调控基因的精细定位及调控机制的多组学研究,有助于克隆杂种衰亡调控基因并解析其分子基础和调控机理,有助于消除杂种衰亡基因对育种选择造成的障碍,促进小麦育种事业的发展。同时开展小麦真菌胁迫响应、杂种衰亡及相关NAC转录因子调控的研究,明确三者的关系,有助于丰富对植物抗病基因功能与机制的理解,促进小麦聚合抗病基因杂交育种进程。本研究以兼抗白粉病与条锈病的普通小麦优异种质N9134为材料,在两种病菌胁迫下对TaNAC基因进行系统性克隆。按照从N9134得到和从小麦参考基因组提取两类,对TaNAC转录本进行比对分析,同时分析克隆得到TaNAC转录本的特征,研究它们结构变异与真菌胁迫的关系,进一步探究TaNAC基因可变剪切在小麦真菌胁迫响应中的调控规律。基于多种不同遗传群体,开展小麦杂种衰亡研究,分析并完善Ne基因的复等位基因、剂量效应等理论。创制杂种衰亡回交分离群体并结合开发的SNP标记,构建了冬小麦Ne1和Ne2的高密度遗传图谱。基于杂交测验和分子标记检测,系统分析Ne1和Ne2在我国小麦品种(系)中的分布情况。此外,基于背景一致的性状分离遗传群体(两种表型4种基因型),借助转录组(2+3)、蛋白组和代谢组测序技术,开展小麦杂种衰亡调控机制的研究。主要研究结果如下:1、小麦TaNAC基因家族被重新鉴定为包括460个基因位点的559个转录本(IWGSC Ref Seq v1.1);发现N9134中约1/3(54/154)的TaNAC基因在苗期参与白粉菌和条锈菌胁迫的响应过程。从两种真菌胁迫的N9134中,获得186个TaNAC转录本(167个为克隆得到),其中180个为新转录本并上传到Gen Bank。发现真菌胁迫的N9134中,差异表达TaNAC基因转录的“非正常”编码转录本的比例更高(p=0.0098),TaNAC MTFs编码序列的比例相对参考基因中的比例更高(p=0.003);发现紧随NAM结构域、且相对保守的氨基酸基序(WV[L/V]CR)可能与TaNAC转录因子响应真菌胁迫有关。结果表明,小麦TaNAC基因可以通过形成不同结构变异转录本的方式响应真菌胁迫。发现并整理的响应条锈病和(或)白粉病胁迫的TaNAC及其结构变异转录本,为解析TaNAC参与小麦对生物胁迫的响应机制提供了丰富资源。2、选取由13个基因可变剪切形成的35个TaNAC转录本进行深入分析,发现可变剪切事件通过改变转录本的序列结构,进而改变其编码产物的结构、理化性质等,最终影响其亚细胞定位和转录调控活性等。通过分析TaNAC基因及其编码区的靶标taemi RNAs,发现具有可变剪切转录本的TaNAC基因与tae-mi RNA的结合位点均位于非可变剪切区域。综合上述结果推断,TaNAC基因可以通过可变剪切的转录后调控方式参与小麦响应真菌胁迫的过程;靶定位点在TaNAC基因编码区的tae-mi RNA可以独立于可变剪切行使转录后调控功能。3、构建了冬小麦Ne1和Ne2的高密度遗传图谱,其中,Ne1位于5BL上的标记NWU5B4137(383.40 Mb)和NWU5B5114(388.01 Mb)之间(IWGSC Ref Seq v1.0),两标记相距0.50 c M;Ne2与2BS上的标记Lseq102(156.59 Mb)和TC67744(157.76Mb)共分离。系统遗传分析发现,N9134的Ne1不同于Spica和Ta4152-60的Ne1,周麦22的Ne2不同于Manitou、WL711和Pan555的Ne2;Ne基因的剂量效应也存在于中度和重度杂种衰亡系统,遗传背景也可能影响杂种衰亡的症状。通过系统分析国内外1364种小麦品种(系)中Ne1和Ne2的基因型频率,明确了二者在我国小麦主产区中呈现离散分布的特征及比例;发现我国现代小麦品种(系)Ne基因型频率的现状应该由地方品种(系)(贡献Ne1)和现代引进品种(系)(贡献Ne2)共同作用形成。根据本研究的材料及其系谱分析推断,冬小麦的Ne1可以直接来源于野生二粒小麦,而Ne2可能起源于黑麦。本研究为图位克隆Ne1和Ne2打下了坚实基础,向更好地理解小麦杂种衰亡迈出了重要一步。4、利用衰亡表型且基因型为Ne1Ne2的样本与正常表型基因型分别为Ne1ne2ne2、ne1ne1Ne2、ne1ne1ne2ne2的样本,通过转录组(2+3)、蛋白质组和代谢组联合分析,发现杂种衰亡过程主要涉及植物与病原体的互作(ko04626)、植物激素信号转导(ko04075)、内质网中的蛋白质加工(ko04141)、氨基酸的生物合成(ko01230)、苯丙烷类化合物的生物合成(ko00940)、α-亚麻酸代谢(ko00592)等KEGG途径。推断:植株防御系统失调引起在没有病菌侵染时防御反应仍被激活,产生最初的代谢产物(氨基酸);而Ne1和Ne2协同表达,导致前述产物代谢途径失调,使其持续积累;达到一定浓度后,其作为反应底物或信号物质,激活茉莉酸(Jasmonic acid,JA)信号介导的衰老和病程相关程序性细胞死亡,继续产生并积累各种氨基酸,循环往复持续进行,导致Ne1Ne2基因型植株从一定发育阶段开始,表现细胞死亡加速的杂种衰亡性状;NAC转录因子参与这一过程的调控,且茉莉酸起关键信号转导作用。由防御系统失调引起的病程相关程序性细胞死亡,既是杂种衰亡性状的启动因素,也是杂种衰亡表型的主要形式。
黄宝生[4](2021)在《多倍化对水稻种子抗老化能力的影响及其调节机制研究》文中研究说明水稻种子是保障我国主粮安全的重要战略资源。种子衰老引起的种子劣变是种子贮藏过程中的一个主要问题,且会造成直接的经济损失。因此,从各种水稻种质资源中筛选出衰老速度慢、种子贮藏寿命长等生物学性状的水稻品种具有重要意义。迄今为止,对水稻种子延迟衰老的研究大多是基于二倍体水稻种子开展。尽管多倍体水稻具有较好的抗逆性,但关于多倍体水稻种子的延迟衰老特性及其调控机制的研究却鲜有报道。本文以水稻种子A1、A2、A3、T1、丰两优四号、9311-2x、9311-4x、Bll-2x、Bll-4x、高山1号和杨6等11种水稻种子为研究对象。通过高温高湿环境的人工老化处理后,对比不同倍性水稻种子的抗老化能力差异分析发现多倍体水稻种子的抗老化能力高于二倍体水稻种子,进一步分析认为多倍体水稻种子的抗老化能力形成于种子成熟过程,在水稻种子成熟时达到最高点随后发生老化。在人工老化处理过程中,不同倍性水稻种子的RNA完整性都会发生下降,其中二倍体水稻种子的RNA完整性下降速度更快。通过开展9311-4x与9311-2x、A3与9311-2x及A3与9311-4x之间的差异基因多重比较发现,水稻种子由常规二倍体材料通过染色体加倍获得四倍体材料后,调控热休克蛋白的基因增多,抗氧化调控基因上调表达,但在人工老化处理至第12天时这种差异变小。通过small RNA高通量测序分析和降解组高通量测序分析,鉴定到水稻种子中已知的mi RNA有40个,新mi RNA有58个。根据差异降解片段鉴定出mi RNA调控的1865个靶基因,差异表达的有38个靶基因,多倍化后下调显着的osa-mi R164d参与的RNA降解代谢通路显着富集,即参与多倍化后参与RNA降解的调控基因片段增多,降解相关基因表达水平低,RNA完整性更好。通过蛋白组学鉴定到3816.0个蛋白,其中2983.0个可定量。通过不同倍性水稻种子的差异基因、差异蛋白、mi RNA的生物学调控互作网络分析,认为由于osa-mi R164d的下调表达,导致了过氧化氢酶活力调控基因及互作基因(过氧化物酶调控基因,超氧化物歧化酶调控基因等)的上调表达,最后导致翻译蛋白的差异表达。通过开展蛋白组和转录组关联分析,筛选p<0.01的15个热激蛋白在转录组中有6个对应的基因差异表达。通过水稻种子中挥发性成分研究发现,柠檬烯在四倍体水稻种子中含量同比高于二倍体水稻种子,因此筛选为潜在生物标记物。通过已报道的柠檬烯的抗氧化活性研究认为,柠檬烯可以激活抗氧化酶防御系统。我们认为柠檬烯可能与抗氧化酶活性存在关联,可以作为一种生物标志物通过气相离子迁移谱(GC-IMS)技术来快速评价不同倍性水稻种子的抗老化能力。
朱凯杰[5](2020)在《脐橙果皮色泽变异及番茄红素β-环化酶的调控研究》文中研究表明叶绿素降解和类胡萝卜素积累是很多园艺植物果实成熟的必经过程,对果实的色泽品质起决定性作用。果实叶绿素和类胡萝卜素含量的差异使其呈现出绿色、红色、橙色、黄色、甚至棕色等。近年来,尽管我们对叶绿素降解和类胡萝卜素合成途径有了较多的研究,但关于这两条代谢途径协同调控的分子机制仍然未知。本研究以新发掘的脐橙果皮色泽突变体‘宗橙’为材料,对其棕色果皮表型及其主要品质性状进行了精细分析,采用多组学和多种遗传资源整合策略挖掘到其突变位点,并结合生化手段解析了该突变体果皮叶绿素降解受阻和类胡萝卜素积累增加的突变机制。同时探究了柑橘红色性状形成关键基因——有色体特异表达番茄红素β-环化酶(LCYb2)的等位基因酶活差异,筛选到直接调控CsLCYb2的关键转录因子,并对它们进行了系统地功能分析。主要研究结果如下:1.脐橙果皮棕色变异‘宗橙’的表型及其突变机制‘宗橙’是在湖北省宜昌市秭归县归州镇‘伦晚脐橙’果园里发现的一个果皮色泽芽变,经过选育成为新品种,其果皮呈现独特的棕色。对‘宗橙’果实常规生理指标测定发现,其果皮色差、硬度和香气与‘伦晚脐橙’不同,而其余果实品质则相同。‘宗橙’成熟果实有色层中叶绿素滞留,且类胡萝卜素积累增加,说明棕色果实形成的代谢基础是由于有色层中叶绿素和类胡萝卜素同时积累所致。‘宗橙’有色层中ABA和JA含量均显着高于‘伦晚脐橙’。破色期后‘宗橙’果实有色层中叶绿体降解受阻,至成熟期仍存在大量叶绿体,且成熟期‘宗橙’果实有色体数目相比对照明显增多,而淀粉颗粒明显减少,淀粉含量显着下降。GS-MS分析表明‘宗橙’和‘伦晚脐橙’果实有色层中大量初生和挥发性代谢物存在显着差异。采后贮藏实验发现,贮藏期间‘宗橙’果实品质总体上较‘伦晚脐橙’差。青霉菌接种侵染实验表明,相比‘伦晚脐橙’,‘宗橙’果实对青霉菌抗性更弱。通过整合多组学和和多种遗传资源的策略鉴定到了‘宗橙’的突变基因——滞绿基因STAY-GREEN(SGR)。测序发现柑橘中SGR基因存在两个等位基因(CsSGRa和CsSGRb),与CsSGRa相比,CsSGRb由于序列变异引起的选择性剪接而提前终止,产生截短型蛋白。‘宗橙’中CsSGRa编码区的两个连续碱基发生替换形成终止密码子,使得蛋白编码提前终止(命名为CsSGRa STOP),而CsSGRb基因序列与野生型一致。烟草瞬时表达实验发现仅CsSGRa具有叶绿素降解活性,CsSGRa STOP和CsSGRb均丧失了降解叶绿素的功能,这导致了‘宗橙’果实中叶绿素无法降解。工程菌和柑橘愈伤组织转基因实验表明,CsSGRa和CsSGRb均能抑制类胡萝卜素合成,而CsSGRa STOP不具备抑制活性;Bi FC和Y2H实验证实CsSGRa和CsSGRb可直接与类胡萝卜素途径关键限速酶CsPSY1互作,而CsSGRa STOP与CsPSY1不互作;上述结果表明‘宗橙’中CsSGRa STOP通过解除对CsPSY1的抑制作用促进了类胡萝卜素的合成,使得果实中类胡萝卜素含量增加。因此,CsSGRa的变异是宗橙果皮叶绿素降解受阻、类胡萝卜素含量显着增加的直接原因,绿色和橙色叠加使其最终呈现出棕色表型。2.甜橙CsLCYb2及其互作转录因子在果实色泽形成中的功能有色体特异性LCYb2是类胡萝卜素代谢途径的关键酶,本研究在番茄中超表达2个甜橙LCYb2等位基因(CsLCYb2a和CsLCYb2b),产生了富含β-胡萝卜素的金色番茄果实。在CsLCYb2a超表达系番茄果实中,β-胡萝卜素增加了9.3倍(1.5 mg/g干重),且未检测到番茄红素;而在CsLCYb2b超表达系番茄果实中,β-胡萝卜素也显着增加,番茄红素显着减少但未消失;这些结果说明甜橙CsLCYb2等位基因的酶活性存在差异。进一步以CsLCYb2的启动子为诱饵进行酵母单杂筛库,成功筛选到了调控CsLCYb2的2个关键候选转录因子CsMADS3和CsERF061。CsMADS3是MADS-Box家族基因。基因表达和蛋白丰度分析表明,CsMADS3的表达水平与果实发育和色泽形成密切相关。CsMADS3是核定位的转录激活因子,能直接结合并激活CsLCYb2启动子。CsMADS3在柑橘愈伤组织中的超表达显着促进了类胡萝卜素的积累以及大部分类胡萝卜素代谢途径基因的表达,并改变了有色体的形态和激素含量。超表达CsMADS3的番茄转基因系,其果实加速褪绿且类胡萝卜素积累增加,叶绿素降解和类胡萝卜素生物合成途径中关键基因上调表达,有色体和激素显着变化。生化实验证明CsMADS3能结合并激活SGR及8个类胡萝卜素途径关键基因的启动子,包括PSY、PDS、CRTISO、BCH、ZEP、NCED、CCD1、CCD4。表明CsMADS3具有多靶点调控特性,在叶绿素降解和类胡萝卜素合成的协同调控中发挥作用。CsERF061属于乙烯响应因子家族的I亚族,其表达受乙烯诱导,且与果实成熟和着色高度相关。CsERF061是一个核定位的转录激活因子,能直接结合并激活CsLCYb2启动子。在柑橘愈伤组织和番茄果实中超表达CsERF061基因,均发现类胡萝卜素含量显着增加,类胡萝卜素代谢途径关键基因的表达上调,并伴随着有色体和激素含量的变化。生化实验证明CsERF061还能激活其它9个类胡萝卜素途径关键基因的启动子,包括PSY、PDS、CRTISO、LCYb1、BCH、ZEP、NCED、CCD1、CCD4。表明CsERF061能在乙烯介导下直接调控类胡萝卜素代谢。综上,本研究阐明了‘宗橙’突变的分子机制,揭示了SGR在调控柑果类果实成熟过程中的重要作用,并首次发现柑橘中SGR等位基因的功能分化及其在调控果实成熟过程中叶绿素降解和类胡萝卜素合成上的独特而精细的调控机制。同时明晰了CsLCYb2等位基因酶活差异,揭示了CsLCYb2互作调控因子CsMADS3对果实成熟过程中叶绿素降解和类胡萝卜素合成的协同调控作用,以及CsERF061在乙烯介导的类胡萝卜素代谢调控中的功能。该研究为未来深入解析柑果类果实叶绿素和类胡萝卜素代谢的协同调控机制奠定了基础。
田田[6](2020)在《拟南芥光信号蛋白FHY3介导叶片衰老的分子机理研究》文中进行了进一步梳理衰老是叶片生长发育经历的最后阶段,是植物根据叶片内部因素(如年龄、生长发育状态、代谢)以及外部环境条件(如光、温度、胁迫)主动激发并进行严格调控的复杂过程。对于一年生植物来说,衰老也意味着植株会走向死亡,衰老叶片的细胞内物质被有序降解,营养物质被重新分配并转运至生长部位如幼嫩的叶片、贮藏器官及正在发育的种子,这一过程对植物的生存以及作物产量的形成十分关键。一般来说,在最佳生长条件下,叶片衰老是以年龄依赖的方式进行的,往往从较为成熟叶片的叶尖开始。然而,多变的环境光照条件影响了叶片衰老的起始及进程,如低比率的红光/远红光(R/FR,red light/far-red light)(遮荫环境)、远红光或长期黑暗加速叶片衰老进程,而高比率的红光/远红光或红光照射抑制这一进程。植物感受外界环境光信号并整合自身内部年龄因素进而启动并控制叶片衰老的分子机制尚不明晰。叶片衰老过程涉及大量衰老相关基因SAGs(SENESCENCE-ASSOCIATED GENES)的表达变化,如SAG12、SAG13、SAG29、SAG101、SAG113,并受多个转录因子家族(如NAC、WRKY)调控。WRKY家族是植物特有的两个数量最大的转录因子家族之一,其中多个基因参与了对叶片衰老的调控。拟南芥WRKY28是WRKY转录因子家族的一员,在水杨酸合成、植物防御反应以及生殖系特化中发挥重要作用,但其在叶片衰老上的作用还未见报道。拟南芥FHY3(FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYL3)及其同源蛋白FAR1(FAR-RED IMPAIRED RESPONSE1)是植物光敏色素phyA介导的远红光信号转导途径中的重要转录因子,广泛调控了拟南芥的多个生长发育过程,但其在叶片衰老过程中的生理及分子功能还有待发掘。本研究发现拟南芥FHY3/FAR1负调控年龄及光信号介导的叶片衰老,并对其机理进行了研究,主要结果如下:(1)我们观察了fhy3-4突变体的表型,发现与野生型No-0相比,fhy3-4在不同发育阶段都表现明显的提前衰老表型。为进一步确定fhy3突变体的表型是由于FHY3功能缺失导致的,我们观察了互补株系FHY3pro:FHY3-YFP fhy3-4(FHY3-YFP)及FHY3pro:FHY3-GR fhy3-4(FHY3-GR)的叶片衰老表型。结果表明,FHY-YFP及FHY3-GR的表达在很大程度上恢复了fhy3-4的早衰表型,说明FHY3负调控了年龄介导的叶片衰老。(2)FHY3负调控了光及植物激素调控的叶片衰老。表型分析发现,与野生型相比,在高比率R/FR光照条件及低比率R/FR光照条件下,fhy3-4、far1-2及fhy3-4 far1-2突变体均表现为早衰。但far1-2及fhy3-4 far1-2突变体在高比率R/FR光照条件下的早衰表型比其在低比率R/FR光照条件下的表型更加明显,说明FHY3及FAR1在光调控的叶片衰老中发挥重要作用,但主要介导了高比率R/FR对叶片衰老的抑制作用。不同激素处理离体叶片的表型分析表明,FHY3参与了植物激素乙烯、茉莉酸及水杨酸对叶片衰老的调控。(3)FHY3直接结合在WRKY28基因启动子上并在叶片衰老过程中抑制其表达。启动子分析发现,WRKY28的启动子区域存在两个典型的FHY3/FAR1结合顺式作用元件(FBS)。酵母单杂交及染色质免疫共沉淀实验表明,FHY3/FAR1直接结合在WRKY28的启动子FBS区域。原生质体瞬时转化及荧光定量PCR实验表明,在叶片衰老过程中,FHY3负调控了WRKY28的基因表达。(4)WRKY28正调控叶片衰老,FHY3通过抑制WRKY28基因表达进而抑制了叶片衰老。我们构建了WRKY28过量表达株系,发现过量表达WRKY28促进叶片衰老,说明WRKY28是一个叶片衰老正调控因子。同时我们利用CRISPR-Cas9构建了wrky28及fhy3-4 wrky28突变体株系,发现wrky28突变体叶片衰老明显延迟,fhy3-4 wrky28株系恢复了fhy3-4的早衰表型,说明FHY3通过控制WRKY28转录水平调控了叶片衰老。(5)我们利用fhy3-4与水杨酸合成关键基因ICS1/SID2的突变体sid2及水杨酸代谢关键基因S3H过量表达株系S3H-ox进行杂交得到fhy3-4 sid2及fhy3-4 S3H-ox株系,发现在fhy3-4中突变SID2或过量表达S3H均可在很大程度上恢复fhy3-4的早衰表型,说明FHY3及WRKY28通过控制水杨酸水平调控了叶片衰老。进一步,离体叶片的激素处理表型分析发现,WRKY28过量表达导致拟南芥叶片对水杨酸诱导的叶片衰老更加敏感,而WRKY28基因突变则在很大程度上恢复了fhy3-4突变体对水杨酸诱导的叶片衰老的敏感表型。上述结果说明FHY3通过抑制WRKY28的基因表达进而调控了水杨酸的合成、积累及响应,从而调控了叶片衰老。(6)表型分析发现,FHY3及WRKY28在高比率R/FR光照及低比率R/FR光照调控的叶片衰老中均发挥功能,但FHY3-WRKY28转录调控元件主要介导了高比率R/FR对叶片衰老的抑制作用。(7)荧光定量PCR分析发现FHY3及WRKY28的表达在叶片发育过程中逐渐升高。为进一步在蛋白水平上分析FHY3的表达模式,我们观察了转基因株系FHY3pro:FHY3-LUC fhy3-4(FHY3-LUC)中LUC的蛋白积累,发现FHY3在转录及转录后水平上均受年龄信号诱导。荧光定量PCR分析及表型分析发现,FHY3-WRKY28转录模式同样存在于幼苗期,且相对于低比率的R/FR光照条件,其在高比率R/FR光照条件对叶片衰老的抑制中发挥更重要的作用。本研究揭示了FHY3及WRKY28在叶片衰老调控中的生理及分子功能,解析了植物整合环境光信号及内部年龄信号以启动及控制叶片衰老的分子机制。
陈敏[7](2020)在《燕麦多肽抗氧化活性及其调控路径的初步研究》文中认为外界环境中的各种辐射、空气污染、重金属超标以及有机药剂等都会使机体产生过量的自由基导致生物大分子的氧化损伤,这种氧化损伤的积累最终导致机体生理功能的衰退。因此在日常生活中合理摄取外源性抗氧化剂十分必要。燕麦是一种药食兼用作物,在我国产量高,价格相对低廉,容易获得。燕麦多肽具有抗氧化、延缓衰老的作用,但燕麦多肽在体内对氧化损伤的防护作用及其机制还不清楚。本研究采用酶解法,以还原力和多肽得率为指标优化制备燕麦多肽的工艺条件。在此基础上,建立D-半乳糖氧化损伤大鼠模型,研究燕麦多肽的体内抗氧化效果,并运用RNA-Seq技术探究其抗氧化的分子机制。主要研究结果如下:(1)根据单因素和响应面优化试验,确定制备燕麦多肽的最佳工艺条件为:碱性蛋白酶Alcalase 2.4L FG用量为1.68 mL/L,底物浓度为10%,pH为9.84,温度55℃,酶解时间为94 min。在此条件下制备的燕麦多肽还原力达到1.10,多肽得率为17.02%。(2)通过建立D-半乳糖氧化损伤大鼠模型,研究燕麦多肽的体内抗氧化功能。结果显示:与对照组(NG)相比,模型组(MG)的丙二醛(MDA)含量、羰基含量、谷胱甘肽(GSH)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性都产生了显着差异(P<0.05),表明氧化损伤大鼠模型制作成功。燕麦多肽预防实验结果显示,与MG组相比,MDA和羰基含量显着降低(P<0.05),GSH含量显着提高(P<0.05),SOD、CAT、GSH-Px的酶活显着提高(P<0.05),表明长期食用燕麦多肽可以提高大鼠抗氧化系统的抗氧化能力,对机体的氧化损伤防护具有一定意义。肝脏和大脑海马区组织病理学以及行为学实验结果也表明,燕麦多肽具有调节肝脏脂代谢紊乱和预防大脑海马区损伤的能力,并且可以减轻氧化损伤导致的大鼠行为学障碍。(3)利用RNA-Seq技术初步探究了燕麦多肽抗氧化的分子机制。结果表明,D-半乳糖处理后大鼠肝脏Egfl1、Vwf和Spp1基因上调引起P38、ERK和Akt磷酸化水平升高,提示MAPK和PI3K/Akt途径可能在肝脏氧化损伤期间被激活。另外Egfl1基因上调引起下游基因FoxO的甲基化,导致DNA损伤,最终导致细胞凋亡。而燕麦多肽处理之后可以抑制Egfl1、Vwf、Spp1基因上调,从而抑制P38、ERK、Akt磷酸化以及FoxO的甲基化,表明燕麦多肽可能通过参与MAPK、PI3K/Akt和FoxO信号途径来减轻D-半乳糖引起的大鼠肝脏损伤。
单雪萌[8](2020)在《毛竹NAC家族全基因组分析及PeNAC8功能研究》文中研究表明竹子作为一种重要的非木材森林资源,被认为是一种新兴的重要木质纤维素生物质材料。大多数木本竹可用于生产竹材、工艺品和造纸,其幼笋还可以食用。在木本竹竹笋快速生长过程中,其木质化程度随着笋高度的增加而持续增加,次生细胞壁(SCW)变厚及木质素含量增加,这对提高竹子的材性性能和应用起着重要的作用。研究表明,NAC转录因子在SCW生物合成和木质素沉积过程中发挥着重要调节功能,因此对竹子中NAC转录因子进行研究对深入了解其木质化调控具有重要意义。本研究以毛竹(Phyllostachys edulis)为研究对象,利用生物信息学方法全面分析毛竹NAC转录因子家族成员,同时筛选出与SCW合成相关的NAC基因,对其进行功能验证,探讨毛竹中NAC转录因子对SCW的调控机制。主要研究结果如下:1、在毛竹中共鉴定出94个NAC基因(PeNAC1~PeNAC94),其外显子-内含子结构、编码蛋白的基本理化性质、保守基序均具有一定的差异。内含子数量为0~8个,其中含有2个内含子的PeNACs最多(有54个),含有3个内含子的有14个PeNACs,含有4个内含子有10个PeNACs。PeNACs编码蛋白的长度在217~694个氨基酸之间,分子量在25201.17~76916.46 Da之间,理论等电点在4.55~10.85之间。亚细胞定位预测94个PeNACs均定位在细胞核中。在94个PeNACs中共预测出315种mi RNA类型,具有563个mi RNA靶点,表明PeNACs可能受多种mi RNA调控。2、基于NAC氨基酸序列的系统进化分析发现,毛竹与拟南芥的NAC蛋白共聚类为16个分支,PeNACs分布于11个分支(C1~C10和C15),每个分支包含1~18个成员。其中有6个聚类分支中拟南芥的NAC蛋白功能得到预测,如聚类在C1和C10家族的At NACs与木质素的沉积和SCW的合成相关,推测与之聚类的PeNACs可能具有相似的功能。另外,在PeNACs中共存在8个保守基序(motif 1~motif 8),其中motif 1~motif 6为共有基序,聚集在同一个分支的PeNACs具有相似的基序组成,表明了同一分支的成员可能有相似的功能。3、基于毛竹7个组织的转录组数据分析结果显示,94个PeNACs成员在毛竹不同组织和不同发育阶段有着不同程度的表达,且表达丰度存在着一定的差异。94个PeNACs均至少在两个组织中检测到表达,63个PeNACs在所有的组织中均检测到表达,表达丰度为0.028~961.932。一些PeNACs在特定的组织中特异性表达,例如S7、S8和S9的成员在叶片和花序中具有较高的表达量,但在其他4个组织中表达量较低,尤其在根中最低。这表明它们可能在毛竹不同组织和不同发育时期发挥着不同的功能。4、对15个与SCW合成相关PeNACs的定量分析表明,在不同高度笋中它们均呈现差异表达。随着笋高度的增加,除了PeNAC37的表达持续上调外,其他基因均呈现不同程度地先上升再下降的趋势,但在峰值的大小和时期方面存在一定的差异,如PeNAC3、PeNAC32、PeNAC45、PeNAC56和PeNAC85等5个基因在4.0 m高的笋中表达量达到最高;PeNAC1、PeNAC8、PeNAC36、PeNAC42、PeNAC73、PeNAC76、PeNAC81和PeNAC94等8个基因在6.0 m笋中表达量达到最高;而PeNAC11则在2.0 m笋中表达量达到最大。另外,除PeNAC11外,其他PeNACs的最高表达量均超过1.0 m时的2倍。5、通过共表达网络分析发现,与SCW合成相关的C1和C10中PeNACs基因成员分别为9个和6个,与之共表达的基因分别有236个和160个。GO分析发现,共表达基因参与的相关的生物途径主要是木质素分解和纤维素合成,这是两个与SCW合成相关的生物过程。7个PeNACs与7个Pe MYBs呈现正向共表达,这些Pe MYBs的启动子序列中均包含SNEB结合位点,而且q RT-PCR定量分析结果显示,这些Pe MYBs与PeNACs具有相似的表达模式,即随着毛竹笋高度的增加它们的表达均呈现不同程度地先上升再下降的趋势。6、为进一步验证毛竹NAC的功能,从毛竹中克隆了PeNAC8(PH01000044G0380)的编码区序列(855 bp)以及Pe MYB3的启动子序列(2 000 bp),成功构建了PeNAC8的酵母表达载体p GADT7-Rec-PeNAC8和植物表达载体p RI101-35S-PeNAC8。酵母单杂交结果显示,PeNAC8能够与Pe MYB3启动子结合,从而调控Pe MYB3的表达。采用蘸花法转化拟南芥,经连续抗性筛选,获得T3代不分离的抗性株系,用RT-PCR鉴定有2个株系中PeNAC8得到了表达,另外过表达PeNAC8转基因植株木质素的影响需要进一步验证。本研究在对毛竹NAC成员进行全面分析的基础上,通过实验验证了与SCW合成相关PeNACs基因的表达模式,以及与下游MYB的调控关系。另外,在拟南芥中异源表达PeNAC8为后续验证其功能奠定基础。研究结果为深入开展毛竹NAC基因在SCW合成过程和木质素沉积过程中的作用机制提供了参考依据。
黎家,李传友[9](2019)在《新中国成立70年来植物激素研究进展》文中认为植物激素是指植物通过自身代谢产生的,在很低浓度下就能产生明显生理效应的一些有机信号分子,在植物生长发育及环境响应过程中具有至关重要的作用.中国科学家利用植物组织离体培养、以突变体为主导的分子遗传学手段及以水稻农艺性状为核心的植物激素研究策略,在植物激素的生理功能、生物合成及代谢、信号感知及传导等方面均取得了较大的成就,较好地推动了植物激素的理论研究及生产应用.本文主要总结了我国科学家在生长素、细胞分裂素、油菜素甾醇、赤霉素、乙烯、脱落酸、茉莉素、水杨酸、独脚金内酯及多肽激素研究中取得的重要进展,以此来启发并激励我国年轻一代植物学家能在植物激素研究中取得更多具有原始创新性的研究成果.
杨凤博[10](2019)在《拟南芥MKKK19调控叶片衰老的分子机制研究》文中研究指明植物的衰老过程是植物发育的重要阶段,对植物顺利完成生命周期有着重大的意义,植物叶片的提前衰老往往影响作物的产量。由于植物自身的不可移动性,使其在生长发育过程中,不可避免的遭受到各种生物胁迫和非生物胁迫,这些胁迫会引发植物叶片的早衰甚至死亡,严重制约着农业产量,因此对调控植物衰老过程相关机理的研究,在调节植物生长发育和提高作物产量方面有着重要的理论和实践意义。促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号途径是生物体内保守的信号传导方式,其通过传导细胞内部和外部的信号来调节细胞的反应,在植物生长发育和对胁迫响应的过程中发挥着重要的作用。本研究中证明拟南芥基因MKKK19不仅参与调控植物的正常生长发育衰老过程,也参与调控逆境下的植物衰老进程。与野生型WT(wild type)相比,由T-DNA插入造成拟南芥MKKK19弱表达的突变体表现出株型较大、且叶片衰老明显延迟的表型,而过量表达MKKK19的植株的株型较小、叶片提前进入衰老时期;将MKKK19自身启动子驱动其编码序列的载体转化到突变体中构建的回补植株能恢复MKKK19突变引起的株型较大和衰老延迟表型。实时荧光定量PCR分析发现,在相同发育时期,与野生型植株相比,衰老相关基因SAGs(SAG12、SAG113、At NAP和WRKY6)在突变体中的表达量下降,超表达植株中SAGs的表达量明显上升,在回补材料中SAGs的表达也恢复到与野生型相当的水平。因此,MKKK19参与调控植物生长发育和叶片衰老的进程,且MKKK19的表达量影响SAGs的表达量。利用激光共聚焦显微镜观察MKKK19-GFP融合蛋白的荧光信号,发现MKKK19在细胞膜、细胞质和细胞核中均有表达。组织化学染色分析与实时荧光定量PCR分析表明,MKKK19在拟南芥的根、茎、花和叶片中均有表达,在莲座叶中的表达量最高。MKKK19的表达模式与SAG12类似,表达量随叶龄的升高而增加,在幼叶中几乎不表达,而在成熟和衰老的叶片中特异性表达,因此MKKK19参与调控年龄介导的植物叶片衰老过程。同时一些诱导衰老的胁迫相关因素,如乙烯、茉莉酸、脱落酸、水杨酸、过氧化氢和黑暗条件均能促进MKKK19的转录,因此推测MKKK19可能还参与调控逆境胁迫下的衰老过程。体外原核表达的MKKK19具有自磷酸化活性,并能磷酸化通用底物髓鞘碱性蛋白(Myelin Basic Protein,MBP);同时通过对转基因拟南芥中纯化的MKKK19活性的分析,发现在幼嫩叶片中的MKKK19的激酶活性较弱,成熟莲座叶中MKKK19的激酶活性较幼嫩叶片中的稍高,而成熟且初步衰老的叶片中MKKK19的激酶活性最高。因此,MKKK19的激酶活性与叶片衰老程度相关。此外,将MKKK19中ATP结合位点的关键氨基酸进行突变,表达并纯化MKKK19K37M,体外蛋白激酶活性检测实验发现,MKKK19K37M激酶丧失了自磷酸化和磷酸化底物的活性;将突变型的MKKK19K37M用MKKK19自身启动子驱动并在突变体植株中表达,所获得的转基因回补植株的株型大小和叶片衰老进程与突变体相似;将突变型MKKK19K37M用35S超强启动子驱动转入野生型植株中,所获的过量表达转基因植株表现出与野生型植株类似的株型和叶片衰老进程,而不是超表达野生型MKKK19所表现的株型较小、叶片提前衰老表型。这些结果表明,MKKK19的激酶活性对于其调控衰老进程有着至关重要的作用。通过分析10个MKKs在不同衰老程度叶片中的表达模式,来鉴定MKKK19下游的MKKs,结果显示,MKK1、MKK3、MKK5和MKK9的转录水平受衰老进程的调控,表现出随着叶片成熟到衰老进程的推进,其表达量逐渐上升。另外,在10种MKKs过量表达的转基因植株中,35S:MKK1、35S:MKK3、35S:MKK5、35S:MKK9的植株表现出明显的提早衰老表型。以酵母双杂交系统和双分子荧光互补分析筛选与MKKK19相互作用的MKKs,发现MKK3、MKK4、MKK5、MKK6、MKK9、MKK10能与MKKK19相互作用。Co-IP实验结果进一步证实MKKK19能与MKK3、MKK5和MKK9相互作用。这些结果表明,MKK3、MKK5和MKK9可能处于MKKK19下游,受MKKK19磷酸化激活,并参与调控衰老进程。此外体外磷酸化实验发现MKKK19能够磷酸化MKK5。表型分析发现,与野生型相比,MKK3、MKK5和MKK9的突变体表现出与MKKK19突变体类似的表型,即在正常生长条件下衰老延迟,株型较大;而过量表达MKK3、MKK5和MKK9后,都表现出衰老提前,株型显着变小的特征。将MKKK19分别在MKK3、MKK5和MKK9的突变体中过量表达,观察这些转基因植株发现它们表现出与野生型植株类似的衰老进程。即MKK3、MKK5和MKK9的突变能在一定程度恢复MKKK19过量表达植株表现的早衰表型,MKK3、MKK5和MKK9是处于MKKK19下游的组分,参与调控拟南芥叶片的发育和衰老进程,而且MKK3、MKK5和MKK9之间存在着功能的冗余性,因为MKK3、MKK5和MKK9的突变只能部分恢复过量表达MKKK19引起的叶片早衰表型。MPK6是MKK3、MKK5和MKK9的共同底物,参与调控植物不同的生长发育过程。衰老可以促进拟南芥MPK6的表达,并且MPK6的激酶活性随衰老进程的推进而增强。表型分析发现,MPK6突变体表现出明显的衰老延迟表型,与MKKK19、MKK3、MKK5和MKK9突变体的表型类似;过量表达MPK6的材料表现出叶片早衰。而且,MPK6的突变能在一定程度恢复过量表达MKKK19、MKK3、MKK5和MKK9植株的叶片早衰表型。这些数据表明,MPK6参与调控MKKK19-MKK3/5/9介导的衰老过程,但可能还存在其他MPKs参与MKKK19-MKK3/5/9调控的植物叶片衰老过程。综上所述,本研究中鉴定到了一条完整的MAPK级联信号途径:MKKK19-MKK3/5/9-MPK6,并初步阐明了该MAPK级联途径在调控植物的株型和自然衰老过程中起作用,且可能参与各种胁迫诱导的植物叶片衰老过程。
二、植物衰老的分子机制及其调控(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、植物衰老的分子机制及其调控(论文提纲范文)
(1)晚熟脐橙果实采前枯水的生理和分子机制及其调控技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略表 |
第一章 前言 |
1.研究问题的由来 |
2.柑橘果实枯水研究进展 |
2.1 柑橘果实枯水发生的主要影响因素 |
2.1.1 外界环境因素 |
2.1.2 栽培品种、砧木和树体生长特性 |
2.2 与柑橘果实枯水发生相关的细胞形态学变化 |
2.3 与柑橘果实枯水发生相关的内在生理因素 |
2.3.1 与品质相关的生理生化指标 |
2.3.2 矿质营养 |
2.3.3 细胞壁代谢与水解酶 |
2.3.4 自由基代谢 |
2.3.5 内源激素和植物生长调节物质 |
2.4 与柑橘果实枯水发生相关的分子生物学研究进展 |
2.5 柑橘果实枯水防治措施研究进展 |
2.5.1 柑橘采前枯水防控技术 |
2.5.2 柑橘采后枯水防治技术措施 |
3.转录组测序技术在柑橘上应用的研究概述 |
4.本课题研究目的与内容 |
4.1 冬季低温及海拔对晚熟脐橙果实采前枯水与品质的影响研究 |
4.2 晚熟脐橙果实采前枯水的形态变化及生理机制研究 |
4.3 晚熟脐橙果实采前枯水的分子机制解析 |
4.4 晚熟脐橙果实采前枯水防控栽培技术研究 |
第二章 冬季低温及海拔对晚熟脐橙果实采前枯水与品质的影响研究 |
1.引言 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设计和采样方法 |
2.3 调查项目与测定方法 |
2.3.1 近年气象分析与果园定点测量 |
2.3.2 果实水分测定 |
2.3.3 果实枯水等级测定 |
2.3.4 果实品质分析 |
3 结果与分析 |
3.1 近年三峡库区秭归县冬季低温天气与晚熟脐橙枯水关系分析 |
3.2 冬、春季不同海拔高度不同采收期伦晚脐橙果实枯水情况调查 |
3.3 伦晚脐橙不同海拔高度不同采收期果实水分变化 |
3.4 伦晚脐橙不同海拔高度不同采收期果实品质变化 |
3.5 海拔520m处伦晚脐橙树体不同部位果实枯水状况和品质比较 |
4 讨论 |
4.1 冬季低温对果实枯水的影响 |
4.2 不同海拔对晚熟脐橙果实枯水的影响 |
第三章 晚熟脐橙果实采前枯水的生理机制研究 |
1.引言 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料和样品采集 |
2.2 测定方法 |
2.2.1 不同时期果实枯水等级测定 |
2.2.2 不同级别枯水果实汁胞细胞组织切片显微观察 |
2.2.3 不同级别枯水果实呼吸速率的测定 |
2.2.4 果实品质分析 |
2.2.5 果胶、纤维素和木质素含量的测定 |
2.2.6 果实汁胞中与细胞壁代谢相关的酶活性的测定 |
2.2.7 不同枯水级别果实汁胞相关内源激素含量测定 |
2.2.8 数据分析 |
3 结果与分析 |
3.1 晚熟脐橙果实枯水发生和形态观察 |
3.2 晚熟脐橙果实不同枯水级别呼吸速率测定分析 |
3.3 晚熟脐橙果实不同枯水级别的品质和色泽分析 |
3.4 晚熟脐橙果实不同枯水级别果胶、纤维素和木质素含量和代谢酶活性 |
3.5 晚熟脐橙果实不同枯水级别果实汁胞相关内源激素检测 |
4 讨论 |
第四章 晚熟脐橙果实采前枯水的分子机制研究 |
1.引言 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 m RNA测序和序列评估以及差异表达基因(DEG)的筛选 |
2.2.2 m RNA测序数据RT-PCR验证 |
2.2.3 不同果实枯水级别及不同时间4℃处理的相关基因表达 |
2.2.4 mi RNA测序和序列评估以及差异mi RNA靶基因的筛选 |
2.2.5 mi RNA差异表达及靶基因的定量PCR验证 |
3 结果与分析 |
3.1 晚熟脐橙果实汁胞枯水数字基因表达谱的测序和分析 |
3.1.1 晚熟脐橙果实汁胞枯水转录组分析 |
3.1.2 差异表达基因的功能注释 |
3.1.3 差异基因代谢通路富集分析 |
3.1.4 果实枯水相关基因及其表达变化分析 |
3.1.5 枯水果实汁胞细胞壁代谢相关基因表达 |
3.1.6 低温4℃处理的正常果实汁胞中细胞壁代谢酶的基因表达 |
3.2 晚熟脐橙果实汁胞枯水miRNA的测序和分析 |
3.2.1 枯水响应miRNA的鉴定 |
3.2.2 差异表达miRNA靶基因的注释、功能富集分析 |
3.2.3 差异表达mi RNA靶基因KEGG分析 |
3.2.4 差异表达miRNA靶基因与转录组数据的相关性 |
3.2.5 mi RNA差异表达基因的定量PCR验证 |
4 讨论 |
4.1 冬季低温下晚熟脐橙果实枯水相关基因表达 |
4.2 留树越冬柑橘与采后贮藏期柑橘之间的果实枯水差异 |
第五章 晚熟脐橙果实采前枯水防控栽培技术研究 |
1.引言 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设计和采样方法 |
2.2.1 晚熟脐橙区域化布局研究采样方法 |
2.2.2 晚熟脐橙果实枯水栽培技术防控研究试验设计和采样方法 |
2.3 测定方法 |
3 结果与分析 |
3.1 湖北三峡库区伦晚脐橙生产区域化布局研究 |
3.1.1 2016年春季不同海拔高度晚熟脐橙果实枯水发生率和枯水程度比较 |
3.1.2 2018年春季不同海拔高度晚熟脐橙果实枯水发生率和枯水程度比较 |
3.1.3 秭归不同海拔伦晚脐橙水分、干物质含量及果实品质分析 |
3.1.4 秭归不同海拔伦晚脐橙果汁色泽变化 |
3.2 晚熟脐橙果实枯水防控栽培技术研究 |
3.2.1 套袋和覆膜对伦晚脐橙果实枯水和品质的影响 |
3.2.1.1 套袋对海拔520m处伦晚脐橙果实枯水发生率和品质的影响 |
3.2.1.2 套袋对不同海拔伦晚脐橙果实品质的影响 |
3.2.1.3 冬季树冠覆膜对伦晚脐橙果实枯水和品质的影响 |
3.2.2 套袋和覆膜对红肉脐橙冬季落果、果实枯水和品质的影响 |
3.2.2.1 覆膜对红肉脐橙落果率的影响 |
3.2.2.2 套袋处理对红肉脐橙落果率的影响 |
3.2.2.3 套袋和覆膜处理对红肉脐橙果实品质的影响 |
4 讨论 |
4.1 湖北三峡库区晚熟脐橙区域化布局 |
4.2 冬季套袋和覆膜对翌年春季晚熟脐橙的影响 |
第六章 结论与展望 |
1.结论 |
2.创新性结论 |
3.展望 |
参考文献 |
附录 |
附录 Ⅰ 附表 |
附录 Ⅱ 附图 |
附录 Ⅲ 在读研究期间相关研究成果 |
致谢 |
(2)水稻叶片早衰突变体osled生长特性及其调控(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 水稻叶片的衰老 |
1.1.1 叶片衰老的基本特征 |
1.1.2 叶片衰老的机制 |
1.2 水稻叶片早衰突变体 |
1.2.1 叶片早衰突变体的类型 |
1.2.2 叶片早衰突变体的农艺性状 |
1.2.3 叶片早衰突变体的生理性状 |
1.3 延缓水稻叶片衰老的调控途径 |
1.3.1 合理的肥料管理 |
1.3.2 外源喷施延缓衰老的植物激素 |
1.3.3 外源导入延缓衰老的基因 |
1.4 存在的问题和本研究主要内容、目的意义及技术路线 |
1.4.1 存在问题 |
1.4.2 本研究主要内容和目的意义 |
1.4.3 本研究技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 试验一 水稻叶片早衰突变体osled的农艺与生理性状分析 |
2.1.1 供试品种与栽培条件 |
2.1.2 取样和测定 |
2.1.3 数据处理 |
2.2 试验二 施氮量对水稻叶片早衰突变体osled农艺与生理性状的影响 |
2.2.1 供试品种与栽培条件 |
2.2.2 氮肥处理 |
2.2.3 取样和测定 |
2.2.4 考种计产 |
2.2.5 数据处理 |
2.3 试验三 外源植物激素对水稻叶片早衰突变体osled农艺与生理性状的影响 |
2.3.1 供试品种与栽培条件 |
2.3.2 外源植物激素处理 |
2.3.3 取样和测定 |
2.3.4 考种计产 |
2.3.5 数据处理 |
3 结果与分析 |
3.1 试验一 水稻叶片早衰突变体osled的农艺与生理性状分析 |
3.1.1 产量及其构成因素 |
3.1.2 表型特征 |
3.1.3 株高、地上部生物量、分蘖数、叶面积指数(LAI)和绿叶面积持续期(LAD) |
3.1.4 穗长、枝梗数、籽粒大小及水稻芒长 |
3.1.5 幼苗叶片叶绿素、氮(N)含量和硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸合成酶( GOGAT)活性 |
3.1.6 田间试验中叶片叶绿素含量和光合参数 |
3.1.7 田间试验中叶片氮(N)含量和硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸合成酶(GOGAT)活性 |
3.1.8 茎鞘中非结构性碳水化合物(NSC)的转运及贡献 |
3.2 试验二 施氮量对水稻叶片早衰突变体osled农艺与生理性状的影响 |
3.2.1 不同施氮量对产量、产量构成因素及氮肥农学利用率的影响 |
3.2.2 不同施氮量对植株表型、穗部性状和生育期的影响 |
3.2.3 不同施氮量对水稻叶面积指数和叶面积持续期的影响 |
3.2.4 不同施氮量对水稻株高、地上部生物量和分蘖数的影响 |
3.2.5 不同施氮量对水稻叶片叶绿素含量、净光合速率、丙二醛含量、氮含量及氮代谢相关酶活性的影响 |
3.2.6 不同施氮量对水稻根干重和根系氧化力的影响 |
3.2.7 不同施氮量对水稻花前茎鞘中NSC积累及转运的影响 |
3.2.8 不同施氮量对水稻籽粒中蔗糖合酶(SuSase)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)活性的影响 |
3.3 试验三 外源植物激素对水稻叶片早衰突变体osled农艺与生理性状的影响 |
3.3.1 试验因素差异 |
3.3.2 不同外源植物激素对水稻产量及其构成因素的影响 |
3.3.3 不同外源植物激素对水稻株高和分蘖数的影响 |
3.3.4 不同外源植物激素对水稻叶面积指数、叶面积持续期、地上部生物量和作物生长速率的影响 |
3.3.5 不同外源激素对水稻叶片光合参数、叶绿素和丙二醛含量的影响 |
3.3.6 不同外源植物激素对水稻根干重和根系氧化力的影响 |
3.3.7 不同外源植物激素对水稻花前茎鞘中NSC积累及转运的影响 |
3.3.8 不同外源植物激素对水稻籽粒蔗糖合酶(SuSase)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)活性的影响 |
4 讨论与结论 |
4.1 讨论 |
4.1.1 关于水稻叶片早衰突变体osled的生长特性 |
4.1.2 关于氮肥和外源植物激素调控水稻叶片早衰突变体osled的机理 |
4.2 结论 |
4.2.1 本研究的主要结论 |
4.2.2 本研究的创新点 |
4.2.3 本研究存在的问题与建议 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(3)真菌胁迫响应TaNAC基因和小麦杂种衰亡分子机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要缩略词 |
第一章 文献综述 |
1.1 小麦条锈病与白粉病 |
1.1.1 小麦抗条锈病基因和抗白粉病基因的研究 |
1.1.2 小麦抗条锈病和白粉病的其他研究 |
1.2 植物NAC转录因子 |
1.2.1 植物NAC转录因子简介 |
1.2.2 植物激素参与的NAC转录因子调控 |
1.2.3 NAC转录因子的调控作用 |
1.2.4 小麦NAC转录因子(TaNAC)的研究现状 |
1.3 植物中的杂种衰亡 |
1.3.1 植物中杂种衰亡的简介 |
1.3.2 杂种衰亡的可能原因和调控机制 |
1.3.3 远缘杂交与基因互作 |
1.3.4 小麦中的杂种衰亡 |
1.4 分子标记开发及多组学研究方法 |
1.4.1 分子标记技术的发展与分子标记开发 |
1.4.2 多组学研究方法 |
1.5 研究方案 |
1.5.1 选题目的及意义 |
1.5.2 研究内容和方案 |
1.5.3 技术路线 |
第二章 TaNAC TFs参与调节小麦对白粉病和条锈病的抗性 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 植物材料和处理 |
2.2.2 RNA提取与基因克隆 |
2.2.3 筛选真菌胁迫响应相关的TaNAC基因 |
2.2.4 实时荧光定量PCR分析 |
2.2.5 普通小麦NAC转录因子基因家族重鉴定和序列分析 |
2.2.6 TaNAC转录因子的系统进化及蛋白序列特征分析 |
2.2.7 基因及其编码产物的序列结构、理化性质等生物信息学分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 基于IWGSC Ref Seq v1.1 对小麦NAC转录因子基因家族重鉴定 |
2.3.2 基于转录组数据筛选并分析真菌胁迫响应的TaNAC基因 |
2.3.3 从真菌胁迫后的N9134 中克隆TaNAC基因并重命名新转录本 |
2.3.4 获得的TaNAC转录本及其编码产物的序列结构、理化性质等分析 |
2.3.5 白粉菌和条锈菌侵染下小麦TaNAC基因的表达分析 |
2.3.6 真菌胁迫下N9134中TaNAC转录本的结构变体 |
2.3.7 真菌胁迫下差异表达TaNAC转录因子的结构特征分析 |
2.3.8 TaNAC膜结合转录因子(Membrane-bound TFs,MTFs)的比较分析 |
2.4 讨论 |
2.4.1 时空特异表达和可变剪切表明:TaNAC转录本可进一步丰富和完善 |
2.4.2 小规模复制或删除事件有助于丰富TaNAC基因及其转录本序列结构变异的多样性 |
2.4.3 膜结合TaNAC通过形成不同结构变体的调控方式发挥不同的功能 |
2.5 小结 |
第三章 TaNAC基因基于可变剪切和miRNA的转录后调控参与真菌胁迫响应 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 试验材料和处理 |
3.2.2 RNA提取与基因克隆 |
3.2.3 实时荧光定量PCR分析TaNAC结构变异转录本差异表达 |
3.2.4 洋葱表皮细胞瞬时表达分析亚细胞定位 |
3.2.5 转录调控活性分析 |
3.2.6 生物信息学分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 一对TaNAC可变剪切结构变异转录本在白粉菌胁迫下的表达分析 |
3.3.2 克隆得到TaNAC可变剪切转录本的序列结构分析 |
3.3.3 TaNAC结构变异转录本编码产物的结构特征和理化性质分析 |
3.3.4 TaNAC可变剪切结构变异转录本编码产物的高级结构分析 |
3.3.5 比对分析TaNAC结构变异转录本的亚细胞定位 |
3.3.6 比较分析TaNAC结构变异转录本的转录调控活性 |
3.3.7 结合于小麦TaNAC基因编码区的mi RNA的预测分析 |
3.4 讨论 |
3.4.1 TaNAC基因可以通过可变剪切的转录后调控方式参与胁迫响应 |
3.4.2 TaNAC基因可变剪切和mi RNA耦联的转录后调控 |
3.5 小结 |
第四章 小麦杂种衰亡调控基因的精细定位及其在我国的分布与演化 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 植物材料 |
4.2.2 等位性测验 |
4.2.3 表型调查和数据分析 |
4.2.4 取样和提取基因组DNA |
4.2.5 分子标记的筛选和开发 |
4.2.6 绘制遗传图谱 |
4.2.7 杂种衰亡相关小麦材料的系谱分析和基因型检测 |
4.2.8 荧光原位杂交(FISH) |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 分析验证本研究冬小麦群体中存在的杂种衰亡 |
4.3.2 中度和重度杂种衰亡系统中也存在Ne基因的剂量效应 |
4.3.3 杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 的复等位基因确实分别存在不同 |
4.3.4 构建冬小麦杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 的高密度遗传图谱 |
4.3.5 杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 在中国各麦区离散的分布特征 |
4.3.6 N9134 和周麦22 中杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 的来源 |
4.4 讨论 |
4.4.1 F_1 与亲本的千粒重百分比更适合为杂种衰亡分级标准之一 |
4.4.2 遗传背景应该是杂种衰亡表型差异的另一个影响因素 |
4.4.3 普通小麦的Ne1 和Ne2 可能分别直接源于野生二粒小麦和黑麦 |
4.4.4 N9134 的Ne1 和周麦22 的Ne2 可能是杂种衰亡调控新基因 |
4.4.5 引进品种直接影响中国现代品种杂种衰亡基因频率(尤其Ne2) |
4.4.6 导致杂种衰亡的基因位点也可以对小麦育种起积极作用 |
4.5 小结 |
第五章 小麦杂种衰亡调控机制的多组学分析 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 多组学分析的植物材料 |
5.2.2 基于BSA的转录组测序(BSR) |
5.2.3 基于PacBio三代平台的全长转录组测序 |
5.2.4 iTRAQ定量蛋白质组测序 |
5.2.5 广泛靶向代谢组分析 |
5.2.6 多组学联合分析 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 小麦杂种衰亡的BSR分析 |
5.3.2 小麦杂种衰亡的全长转录组分析 |
5.3.3 小麦杂种衰亡的定量蛋白质组学分析 |
5.3.4 小麦杂种衰亡的代谢组学分析 |
5.3.5 基于转录组、蛋白质组和代谢组的多组学联合分析 |
5.4 讨论 |
5.4.1 各组学分析结果及多组学联合分析结果的问题与不足 |
5.4.2 小麦中杂种衰亡、真菌病害抗性、TaNAC转录因子三者的关系 |
5.5 小结 |
第六章 全文总结 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
附录A 附文 |
附录B 附表 |
附录C 附图 |
致谢 |
博士毕业有感 |
作者简介 |
(4)多倍化对水稻种子抗老化能力的影响及其调节机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 种子抗老化研究进展 |
1.2 多倍体水稻研究进展 |
1.3 多组学应用及关联分析研究进展 |
1.3.1 种子RNA完整性研究进展 |
1.3.2 转录组学研究进展 |
1.3.3 miRNA研究进展 |
1.3.4 降解组测序技术的研究应用 |
1.3.5 蛋白组学研究进展及其在植物抗性研究中的应用 |
1.4 粮食挥发性成分研究 |
1.5 本研究的目的和意义 |
第2章 二倍体和四倍体水稻种子的抗老化能力差异分析 |
2.1 前言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 供试材料 |
2.2.2 水稻种子人工老化处理方法 |
2.2.3 水稻种子萌发实验方法 |
2.2.4 水稻种子活力指标及计算方法 |
2.2.5 基因定量检测 |
2.2.6 α-淀粉酶检测 |
2.2.7 丙二醛含量的检测 |
2.2.8 脱氢酶活力检测 |
2.2.9 主要实验仪器设备 |
2.2.10 数据统计与分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 不同倍性水稻种子在人工老化处理过程中萌发差异比较 |
2.3.2 不同倍性水稻种子人工老化处理过程中脱氢酶活力测定 |
2.3.3 不同倍性水稻种子人工老化处理过程中休眠与萌发相关调控基因的定量检测 |
2.3.4 人工老化处理对不同倍性水稻种子α-淀粉酶活性的影响 |
2.3.5 不同倍性水稻种子人工老化处理过程中丙二醛含量对比研究 |
2.3.6 不同倍性水稻种子人工老化处理过程中电导率变化趋势分析 |
2.3.7 不同倍性水稻种子的千粒重及单株产量对比 |
2.4 结论及展望 |
第3章 不同倍性水稻种子抗老化差异基因挖掘及其调控功能分析 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 水稻种子材料 |
3.2.2 水稻种子人工老化处理方法 |
3.2.3 水稻种子萌发实验方法 |
3.2.4 总RNA提取与质控 |
3.2.5 文库构建 |
3.2.6 Illumina平台测序 |
3.2.7 生物信息学个性分析 |
3.2.8 水稻种子抗氧化酶活性的测定 |
3.3 结果及讨论 |
3.3.1 人工老化处理不同倍性对水稻种子RNA完整性的影响 |
3.3.2 不同倍性水稻种子的总RNA样品质检 |
3.3.3 水稻种子转录组测序数据质量汇总 |
3.3.4 不同倍性水稻种子的转录组测序数据与参考基因组对比 |
3.3.5 不同倍性水稻种子在人工老化处理过程中差异基因表达分析 |
3.3.6 不同倍性水稻种子人工老化处理过程中差异基因GO富集分析 |
3.3.7 不同倍性水稻种子人工老化处理过程中差异基因KEGG富集分析 |
3.3.8 不同倍性水稻种子抗氧化酶调控基因定量分析与抗氧化酶活力验证 |
3.3.9 老化处理前后四倍体与二倍体水稻种子热激蛋白家族基因动态表达分析 |
3.3.10 水稻种子热激蛋白家族基因Ps HSP、Ps HSP-1、Ps HSP-4 的干扰和过表达研究 |
3.4 结论及展望 |
第4章 不同倍性水稻种子的miRNA鉴定与抗老化功能分析 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 供试材料 |
4.2.2 总RNA提取与质控 |
4.2.3 smallRNA高通量测序分析 |
4.2.4 miRNA鉴定与新mi RNA预测 |
4.2.5 miRNA表达差异分析 |
4.2.6 水稻种子中miRNA靶基因预测及功能注释 |
4.2.7 降解组构建文库与高通量测序 |
4.2.8 降解组数据生物信息学个性分析 |
4.2.9 降解组生物信息学分析过程中采用的数据库信息 |
4.3 结果及讨论 |
4.3.1 不同倍性水稻种子总RNA样品质检 |
4.3.2 不同倍性水稻种子s RNA测序数据分类注释 |
4.3.3 不同倍性水稻种子已知miRNA鉴定与新mi RNA预测 |
4.3.4 不同倍性水稻种子差异miRNA分析及功能预测 |
4.3.5 不同倍性水稻种子降解组测序数据产出总览 |
4.3.6 不同倍性水稻种子降解组miRNA靶基因预测及降解组测序结果分析 |
4.3.7 不同倍性水稻种子降解组的miRNA靶基因GOterm富集分析 |
4.3.8 不同倍性水稻种子的降解组miRNA靶基因代谢通路富集分析 |
4.3.9 不同倍性水稻种子的降解组T-plot图对比 |
4.3.10 osa-miR164d与抗氧化酶调控基因相关性分析 |
4.4 结论及展望 |
第5章 不同倍性水稻种子差异蛋白筛选与抗老化功能分析 |
5.1 前言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 供试材料 |
5.2.2 种子总蛋白的提取 |
5.2.3 种子蛋白浓度的测定 |
5.2.4 蛋白电泳检测(SDS-PAGE) |
5.2.5 种子蛋白酶解处理、TMT标记与肽段的HPLC分级 |
5.2.6 水稻种子肽段的液相色谱-质谱联用分析 |
5.2.7 数据库搜索 |
5.2.8 不同倍性水稻种子的蛋白注释及差异蛋白富集分析方法 |
5.3 结果及讨论 |
5.3.1 不同倍性水稻种子蛋白提取质控及稳定性分析 |
5.3.2 不同倍性水稻种子的差异蛋白定量分析 |
5.3.3 不同倍性水稻种子的差异蛋白GO注释与分析 |
5.3.4 不同倍性水稻种子差异蛋白的亚细胞结构定位富集分析 |
5.3.5 不同倍性水稻种子的差异蛋白KOG功能分类 |
5.3.6 不同倍性水稻种子的差异蛋白GO富集分析 |
5.3.7 不同倍性水稻种子的差异蛋白KEGG富集分析 |
5.3.8 不同倍性水稻种子的差异蛋白结构域富集分析 |
5.3.9 不同倍性水稻种子的热激蛋白差异分析 |
5.3.10 不同倍性水稻种子的抗氧化酶调控蛋白差异分析 |
5.3.11 不同倍性水稻种子的差异基因、差异蛋白、miRNA的生物学调控互作分析 |
5.4 结论及展望 |
第6章 不同倍性水稻种子挥发性成分分析与抗老化能力关联评价及种子寿命快速评估体系建立 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 供试材料 |
6.2.2 水稻种子气相离子迁移谱测定条件 |
6.2.3 不同水稻种子的挥发性数据分析 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 不同倍性水稻种子挥发性成分PCA分析 |
6.3.2 不同倍性水稻种子挥发性成分二维谱图分析 |
6.3.3 不同倍性水稻种子挥发性成分种类及功能分析 |
6.3.4 一种水稻种子抗老化能力快速评价方法 |
6.4 结论及展望 |
结论 |
参考文献 |
附录:攻读博士学位期间的研究成果及获奖 |
致谢 |
(5)脐橙果皮色泽变异及番茄红素β-环化酶的调控研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词表 |
第一章 前言 |
1 课题的提出 |
2 前人研究进展 |
2.1 芽变的研究进展 |
2.1.1 芽变的产生 |
2.1.2 芽变机理的研究 |
2.1.3 芽变的价值 |
2.2 植物扇形嵌合体的研究进展 |
2.3 植物叶绿素降解的研究进展 |
2.3.1 叶绿素降解的研究概况 |
2.3.2 植物叶绿素降解途径 |
2.3.3 叶片和果实叶绿素降解的差异 |
2.3.4 滞绿基因STAY-GREEN(SGR)研究进展 |
2.3.5 植物滞绿突变体 |
2.4 植物类胡萝卜素代谢的研究进展 |
2.4.1 类胡萝卜素简介 |
2.4.2 植物类胡萝卜素代谢途径 |
2.4.3 植物类胡萝卜素代谢的转录调控 |
2.4.4类胡萝卜素代谢与番茄红素β-环化酶2 |
2.5 柑橘果实成熟过程中叶绿素降解和类胡萝卜素合成的研究进展 |
2.5.1 柑橘果实叶绿素降解及其调控 |
2.5.2 柑橘果实类胡萝卜素代谢及其调控 |
2.5.3 柑橘果实色泽突变体 |
3 研究目的与内容 |
第二章 :脐橙果皮棕色变异‘宗橙’的表型及其突变机制 |
1 引言 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 菌株、质粒和载体 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 果实常规生理指标测定 |
2.2.1.1 果实横径、纵径、果皮厚度测量和果重称量 |
2.2.1.2 果实色差测定 |
2.2.1.3 果实硬度测定 |
2.2.1.4 可溶性固形物和可滴定酸含量测定 |
2.2.1.5 维生素C含量测定 |
2.2.2 叶绿素提取及测定 |
2.2.3 类胡萝卜素提取及测定 |
2.2.4 激素提取及测定 |
2.2.5 初生代谢物提取及测定 |
2.2.6 挥发性代谢物提取及测定 |
2.2.7 淀粉含量测定及分析 |
2.2.8 显微镜及电镜观察 |
2.2.8.1 体式显微镜观察 |
2.2.8.2 倒置显微镜观察 |
2.2.8.3 透射电镜观察 |
2.2.9 果实的前期处理、贮藏和取样 |
2.2.10 呼吸速率测定 |
2.2.11 失重率测定 |
2.2.12 腐烂率测定 |
2.2.13 异味物质测定 |
2.2.14 青霉菌接种及取样 |
2.2.15 倍性鉴定 |
2.2.16 转录组分析 |
2.2.17 加权基因共表达网络分析(WGCNA) |
2.2.18 DNA提取与基因组重测序分析 |
2.2.19 RNA提取与c DNA合成 |
2.2.20 基因克隆、序列分析、系统树构建及3D结构预测分析 |
2.2.21 实时荧光定量PCR分析 |
2.2.22 总蛋白提取和Western blot分析 |
2.2.23 亚细胞定位 |
2.2.24 烟草瞬时表达 |
2.2.25 柑橘叶片黑暗处理 |
2.2.26 光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率(Fv/Fm)测定 |
2.2.27 类胡萝卜素工程菌实验 |
2.2.28 农杆菌介导的柑橘愈伤组织遗传转化 |
2.2.29 酵母双杂(Y2H) |
2.2.30 双分子荧光互补实验(BiFC) |
2.2.31 数据分析 |
3 结果与分析 |
3.1 ‘宗橙’的来源 |
3.2‘宗橙’的农艺性状与果实常规生理指标 |
3.3 ‘宗橙’果实有色层显微结构特征 |
3.4 ‘宗橙’果实有色层叶绿素含量变化 |
3.5 ‘宗橙’果实有色层类胡萝卜素含量变化 |
3.6 ‘宗橙’果实有色层激素含量变化 |
3.7 ‘宗橙’果实有色层初生代谢物变化 |
3.8 ‘宗橙’果实有色层挥发性代谢物变化 |
3.9 ‘宗橙’有色层淀粉颗粒和淀粉含量变化 |
3.10 贮藏期‘宗橙’果实常规品质变化 |
3.10.1 果实表型变化 |
3.10.2 果实色差值变化 |
3.10.3 果实可溶性固形物和可滴定酸的含量变化 |
3.10.4 果实硬度变化 |
3.10.5 果实出汁率变化 |
3.11 贮藏期‘宗橙’果实失重率变化 |
3.12 贮藏期‘宗橙’果实腐烂率变化 |
3.13 贮藏期‘宗橙’果实呼吸强度变化 |
3.14 贮藏期‘宗橙’果实异味物质变化 |
3.15 贮藏期‘宗橙’果实激素含量变化 |
3.16 贮藏期‘宗橙’果实初生代谢物含量变化 |
3.17 贮藏期‘宗橙’果实挥发性代谢物含量变化 |
3.18 ‘宗橙’果实对青霉菌的抗性 |
3.19 ‘宗橙’倍性鉴定 |
3.20 ‘宗橙’突变基因鉴定 |
3.20.1 ‘宗橙’和‘伦晚脐橙’的比较转录组分析 |
3.20.2 ‘宗橙’扇形嵌合体不同部位的比较转录组分析 |
3.20.3 ‘宗橙’和伦晚的基因组重测序比较分析 |
3.20.4 ‘宗橙’突变基因鉴定 |
3.20.5 ‘宗橙’中SGR基因表达分析 |
3.20.6 ‘宗橙’中SGR基因的克隆和测序分析 |
3.20.7 ‘宗橙’中SGR蛋白序列及蛋白表达分析 |
3.21 柑橘SGR基因及其同源基因SGRL的系统树分析 |
3.22 柑橘SGR基因的表达分析 |
3.23 SGR基因的亚细胞定位 |
3.24 SGR基因促进叶绿素降解 |
3.24.1 SGR基因瞬时表达烟草叶片 |
3.24.2 ‘宗橙’和‘伦晚脐橙’枯叶的表型对比 |
3.24.3 ‘宗橙’和‘伦晚脐橙’叶片的黑暗处理比较 |
3.25 SGR基因抑制类胡萝卜素合成 |
3.25.1 SGR等位基因超表达类胡萝卜素工程菌分析 |
3.25.2 SGR等位基因超表达柑橘愈伤组织分析 |
3.26 SGR与 PSY蛋白互作分析 |
3.27 ‘宗橙’SGR突变的多效性 |
4 讨论 |
4.1 ‘宗橙’的突变机理 |
4.2 柑橘 SGR 等位基因的功能分化 |
4.3 柑果中叶绿素和类胡萝卜素代谢调控 |
4.4 ‘宗橙’的价值及开发利用 |
4.5 ‘宗橙’和‘伦晚脐橙’在采后贮藏特性和抗性上差异产生的可能机制 |
第三章 :甜橙CsLCYb2 及其互作转录因子在果实色泽形成中的功能 |
1 引言 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 菌株、质粒和载体 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 系统树构建、蛋白序列及3D结构分析 |
2.2.2 DNA提取、RNA提取及c DNA合成 |
2.2.3 基因克隆,序列分析及系统树构建 |
2.2.4 实时定量PCR |
2.2.5 农杆菌介导的番茄遗传转化 |
2.2.6 类胡萝卜素提取及测定 |
2.2.7 透射电镜观察 |
2.2.8 激素提取及测定 |
2.2.9 初生代谢物提取及测定 |
2.2.10 酵母单杂(Y1H) |
2.2.11 烟草瞬时表达及双荧光素酶检测 |
2.2.12 凝胶阻滞实验(EMSA) |
2.2.13 蛋白提取和Western blot分析 |
2.2.14 亚细胞定位 |
2.2.15 转录活性分析 |
2.2.16 农杆菌介导的柑橘愈伤组织遗传转化 |
2.2.17 总叶绿素提取及测定 |
2.2.18 数据分析 |
3 结果与分析 |
3.1 CsLCYb2 等位基因的系统树、蛋白序列及3D结构分析 |
3.2 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系的获得和表型分析 |
3.3 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系果实类胡萝卜素含量及基因表达分析 |
3.4 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系叶片类胡萝卜素含量及基因表达分析 |
3.5 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系果实质体超微结构观察 |
3.6 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系番茄果实激素含量分析 |
3.7 番茄CsLCYb2 等位基因超表达系果实初生代谢物分析 |
3.8 柑橘CsLCYb2a启动子单杂筛库结果与分析 |
3.8.1 诱饵酵母菌株的AbA最佳使用浓度 |
3.8.2 酵母单杂筛库 |
3.8.3 阳性克隆的序列分析 |
3.9 转录因子CsMADS3 的功能研究 |
3.9.1 CsMADS3 蛋白与CsLCYb2 启动子互作验证 |
3.9.1.1 Y1H验证 |
3.9.1.2 双荧光素酶验证 |
3.9.1.3 EMSA验证 |
3.9.2 CsMADS3 基因序列和蛋白特性分析 |
3.9.3 CsMADS3 基因表达分析 |
3.9.4 CsMADS3 蛋白转录活性分析 |
3.9.5 CsMADS3 蛋白亚细胞定位 |
3.9.6 CsMADS3 超表达柑橘愈伤的功能分析 |
3.9.6.1 柑橘愈伤CsMADS3 超表达系的获得和表型分析 |
3.9.6.2 柑橘愈伤CsMADS3 超表达系内质体超微结构观察 |
3.9.6.3 柑橘愈伤CsMADS3 超表达系类胡萝卜素含量分析 |
3.9.6.4 柑橘愈伤CsMADS3 超表达系类胡萝卜素基因表达分析 |
3.9.6.5 柑橘愈伤CsMADS3 超表达系类激素含量分析 |
3.9.7 CsMADS3 超表达番茄的功能分析 |
3.9.7.1 番茄CsMADS3 超表达系的获得和表型分析 |
3.9.7.2 番茄CsMADS3 超表达系果实类胡萝卜素含量分析 |
3.9.7.3 番茄CsMADS3 超表达系果实类胡萝卜素基因表达分析 |
3.9.7.4 番茄CsMADS3 超表达系果实有色体超微结构观察 |
3.9.7.5 番茄CsMADS3 超表达系果实激素含量分析 |
3.9.7.6 番茄CsMADS3 超表达系果实叶绿素含量及叶绿素降解相关基因表达分析 |
3.9.8 CsMADS3 蛋白与类胡萝卜代谢和叶绿素降解途径基因启动子互作验证 |
3.9.8.1 EMSA验证 |
3.9.8.2 双荧光素酶验证 |
3.10 转录因子CsERF061的功能研究 |
3.10.1 CsERF061 蛋白与CsLCYb2 启动子互作验证 |
3.10.1.1 Y1H验证 |
3.10.1.2 EMSA验证 |
3.10.1.3 双荧光素酶验证 |
3.10.2 CsERF061基因序列和蛋白特性分析 |
3.10.3 CsERF061基因表达分析及乙烯响应 |
3.10.4 CsERF061蛋白亚细胞定位 |
3.10.5 CsERF061蛋白转录活性分析 |
3.10.6 CsERF061超表达柑橘愈伤的功能分析 |
3.10.6.1 柑橘愈伤CsERF061超表达系的获得和表型分析 |
3.10.6.2 柑橘愈伤CsERF061超表达系内质体超微结构观察 |
3.10.6.3 柑橘愈伤CsERF061超表达系类胡萝卜素含量分析 |
3.10.6.4 柑橘愈伤CsERF061超表达系类胡萝卜素基因表达分析 |
3.10.6.5 柑橘愈伤CsERF061超表达系激素含量分析 |
3.10.7 CsERF061超表达番茄的功能分析 |
3.10.7.1 番茄CsERF061超表达系的获得和表型分析 |
3.10.7.2 番茄CsERF061超表达系类胡萝卜素含量分析 |
3.10.7.3 番茄CsERF061超表达系类胡萝卜素基因表达分析 |
3.10.7.4 番茄CsERF061超表达系果实有色体超微结构观察 |
3.10.7.5 番茄CsERF061超表达系类激素含量分析 |
3.10.8 CsERF061蛋白与其它类胡萝卜代谢代谢途径基因启动子互作验证 |
3.10.8.1 EMSA验证 |
3.10.8.2 双荧光素酶验证 |
4 讨论 |
4.1 柑橘CsLCYb2 等位基因的功能差异 |
4.2 柑橘CsLCYb2 等位基因超表达对番茄果实代谢流的影响 |
4.3 柑橘CsLCYb2 等位基因丰富了合成生物学工具箱 |
4.4 CsMADS3 直接调控叶绿素降解和类胡萝卜代谢 |
4.5 CsERF061响应乙烯并直接调控类胡萝卜代谢 |
第四章 总结与展望 |
参考文献 |
附录 I 部分实验图表 |
附录 Ⅱ 攻读博士期间的科研成果 |
致谢 |
(6)拟南芥光信号蛋白FHY3介导叶片衰老的分子机理研究(论文提纲范文)
缩略词说明 |
中文摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 叶片衰老 |
1.1.1 叶片衰老的类型 |
1.1.2 叶片衰老的起始 |
1.1.3 影响植物衰老的内在因素 |
1.1.3.1 植物固有发育因素与衰老 |
1.1.3.2 新陈代谢与衰老 |
1.1.3.3 植物激素与衰老 |
1.1.3.4 乙烯信号通路与叶片衰老 |
1.1.3.5 水杨酸信号通路与叶片衰老 |
1.1.4 影响植物衰老的外在因素 |
1.1.4.1 光介导的叶片衰老 |
1.1.4.2 干旱诱导的衰老 |
1.1.4.3 盐胁迫诱导的衰老 |
1.1.4.4 营养匮乏与叶片衰老 |
1.1.4.5 生物胁迫与衰老 |
1.1.5 叶片衰老的基因调控 |
1.1.5.1 叶片衰老过程中的基因表达模式 |
1.1.5.2 叶片衰老的基因调控网络 |
1.1.5.3 植物WRKY转录因子 |
1.1.6 衰老对作物产量及品质的影响 |
1.2 FHY3/FAR1 转录因子 |
1.2.1 FHY3/FAR1 的发现 |
1.2.2 FHY3/FAR1 的起源 |
1.2.3 FHY3/FAR1 的结构特征 |
1.2.4 FHY3/FAR1 结合并调控下游基因 |
1.2.5 FHY3/FAR1 对拟南芥生长发育的调控 |
1.2.5.1 FHY3/FAR1 介导植物对环境信号的响应 |
1.2.5.2 FHY3/FAR1 与激素响应 |
1.2.5.3 FHY3/FAR1 调控植物发育 |
1.3 本研究的目的及意义 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料与生长条件 |
2.1.2 载体与菌株 |
2.1.3 抗体、酶及其它生化试剂 |
2.1.4 实验引物 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 种子消毒 |
2.2.2 GM培养基配制 |
2.2.3 叶绿素含量测定 |
2.2.4 RNA的提取及反转录 |
2.2.4.1 植物总RNA的提取 |
2.2.4.2 反转录合成c DNA第一链 |
2.2.5 植物基因组DNA提取 |
2.2.6 SDS-PAGE凝胶电泳分离DNA片段 |
2.2.6.1 试剂配制 |
2.2.6.2 SDS-PAGE凝胶电泳 |
2.2.7 目的片段扩增与载体构建 |
2.2.7.1 DNA片段的扩增 |
2.2.7.2 酶切反应 |
2.2.7.3 连接反应 |
2.2.7.4 质粒提取 |
2.2.8 大肠杆菌DH5α感受态的制备及转化 |
2.2.8.1 感受态的制备 |
2.2.8.2 大肠杆菌转化 |
2.2.9 农杆菌GV3101 感受态制备与转化 |
2.2.9.1 农杆菌GV3101 感受态制备 |
2.2.9.2 冻融法转化农杆菌 |
2.2.10 拟南芥基因转化及鉴定 |
2.2.10.1 农杆菌介导的花序浸染法转化拟南芥 |
2.2.10.2 转基因株系的鉴定 |
2.2.11 蛋白质免疫印迹 |
2.2.11.1 试剂配制 |
2.2.11.2 植物蛋白质的提取 |
2.2.11.3 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳 |
2.2.11.4 半干法转移蛋白 |
2.2.11.5 免疫印迹 |
2.2.12 染色质免疫共沉淀 |
2.2.12.1 试剂配制 |
2.2.12.2 染色体与蛋白质交联 |
2.2.12.3 染色质准备 |
2.2.12.4 免疫沉淀 |
2.2.12.5 洗脱及解交联 |
2.2.12.6 DNA的提取及纯化 |
2.2.13 酵母感受态的制备及转化 |
2.2.13.1 试剂配制 |
2.2.13.2 酵母感受态的制备 |
2.2.13.3 质粒共转化酵母感受态 |
2.2.14 β-半乳糖苷酶的活性测定(ONPG法) |
2.2.15 拟南芥原生质体瞬时转化实验 |
2.2.15.1 试剂配制 |
2.2.15.2 原生质体的制备与转化 |
2.2.15.3 Luciferase活性检测 |
2.3 数据处理与统计分析 |
3 结果与分析 |
3.1 FHY3/FAR1 负调控拟南芥叶片衰老 |
3.1.1 FHY3 负调控年龄诱导的叶片衰老 |
3.1.1.1 FHY3 基因突变导致拟南芥叶片早衰 |
3.1.1.2 FHY3 表达恢复fhy3-4 突变体的早衰表型 |
3.1.2 FHY3 负调控光介导的叶片衰老 |
3.1.2.1 FHY3/FAR1 介导了拟南芥高比率R/FR光照条件抑制的叶片衰老 |
3.1.2.2 FHY3 负调控黑暗诱导的叶片衰老 |
3.1.3 FHY3 参与了乙烯、茉莉酸及水杨酸调控的叶片衰老 |
3.2 FHY3 调控多个衰老相关的转录因子 |
3.2.1 叶片衰老转录组、fhy3 far1 转录组、FHY3 ChIP-seq数据分析 |
3.2.2 FHY3 对下游衰老相关基因的表达调控分析 |
3.3 FHY3 靶向结合WRKY28 启动子并负调控其基因表达 |
3.3.1 WRKY28 启动子分析 |
3.3.2 酵母单杂交实验验证FHY3与WRKY28 启动子FBS元件的结合 |
3.3.3 染色质免疫共沉淀实验验证FHY3与WRKY28 启动子的结合 |
3.3.4 原生质体瞬时转化实验检测FHY3/FAR1对WRKY28 基因的负调控 |
3.3.5 qRT-PCR实验验证FHY3对WRKY28 基因的负调控作用 |
3.4 FHY3 间接调控衰老正调控转录因子WRKY75 的基因表达 |
3.4.1 原生质体瞬时转化实验验证FHY3/FAR1对WRKY75 基因的负调控 |
3.4.2 qRT-PCR实验检测FHY3对WRKY75 基因的调控 |
3.5 WRKY28 正调控拟南芥叶片衰老 |
3.5.1 WRKY28 过量表达促进拟南芥叶片衰老 |
3.5.1.1 WRKY28 等基因过量表达株系的获得 |
3.5.1.2 WRKY28 等基因过量表达株系的叶片衰老表型分析 |
3.5.2 WRKY28 基因突变导致拟南芥叶片衰老延迟 |
3.5.2.1 利用CRISPR-Cas9 技术获得wrky28 突变体株系 |
3.5.2.2 wrky28 突变体株系的表型分析 |
3.6 WRKY28 基因突变恢复fhy3-4 早衰表型 |
3.6.1 利用CRISPR-Cas9 技术获得fhy3-4 wrky28 突变体株系 |
3.6.2 fhy3-4 wrky28 突变体株系的叶片衰老表型分析 |
3.7 FHY3及WRKY28 通过控制拟南芥SA合成及积累调控叶片衰老 |
3.7.1 原生质体瞬时转化验证FHY3/FAR1、WRKY28对ICS1/SID2 的基因表达调控 |
3.7.2 ICS1/SID2 基因突变恢复fhy3-4 的早衰表型 |
3.7.3 过量表达S3H基因恢复fhy3-4 的早衰表型 |
3.7.4 WRKY28 基因突变恢复fhy3-4对SA的超敏反应诱导的衰老 |
3.8 FHY3-WRKY28 调控元件参与了光介导的叶片衰老调控 |
3.9 FHY3-WRKY28 整合年龄及光信号调控叶片衰老 |
3.9.1 FHY3及WRKY28 的转录水平受年龄调控 |
3.9.2 FHY3 的蛋白水平受年龄调控 |
3.9.3 FHY3-WRKY28 调控模式存在于幼苗期 |
3.9.4 FHY3-WRKY28 主要介导了高比率R/FR抑制的叶片衰老 |
3.10 FHY3 参与了EIN3及PIF4 调控的叶片衰老 |
3.10.1 FHY3 通过EIN3 调控了年龄介导的叶片衰老进程 |
3.10.1.1 FHY3/FAR1 调控了多个乙烯合成及响应基因的表达 |
3.10.1.2 EIN3 基因突变恢复fhy3-4 突变体的早衰表型 |
3.10.2 FHY3 通过PIF4 调控了拟南芥叶片衰老 |
4 讨论 |
4.1 FHY3/FAR1 负调控拟南芥叶片衰老 |
4.2 FHY3/FAR1 调控叶片衰老的途径分析 |
4.3 FHY3-WRKY28 调控了年龄及光介导的叶片衰老 |
4.3.1 FHY3 对下游衰老相关基因的抑制作用 |
4.3.2 FHY3 通过WRKY28 调控叶片衰老 |
4.4 光敏色素在FHY3/FAR1 调控的叶片衰老中的作用 |
5 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的论文及成果 |
(7)燕麦多肽抗氧化活性及其调控路径的初步研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
中英文缩写词对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的和意义 |
1.2 氧化损伤与防护的研究进展 |
1.2.1 氧化损伤的机制 |
1.2.1.1 DNA的损伤 |
1.2.1.2 蛋白质的损伤 |
1.2.1.3 脂质的损伤 |
1.2.2 氧化损伤防护的研究进展 |
1.2.2.1 抗氧化酶研究进展 |
1.2.2.2 抗氧化物研究进展 |
1.2.3 氧化损伤的动物模型 |
1.3 多肽的研究进展 |
1.3.1 多肽的来源 |
1.3.2 常见多肽制备方法及特点 |
1.3.3 多肽的研究现状 |
1.3.3.1 多肽的功能 |
1.3.3.2 多肽的应用 |
1.3.4 抗氧化肽的研究进展 |
1.3.4.1 抗氧化肽的制备及来源 |
1.3.4.2 燕麦抗氧化肽 |
1.3.4.3 抗氧化肽的活性评价 |
1.4 转录组测序技术 |
1.4.1 转录组测序技术概况 |
1.4.2 转录组测序技术的应用 |
第二章 燕麦多肽的制备及其工艺优化 |
2.1 前言 |
2.2 材料与设备 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 试验设备 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 燕麦蛋白的提取 |
2.3.2 碱性蛋白酶水解燕麦蛋白工艺的优化 |
2.3.2.1 碱性蛋白酶水解燕麦蛋白单因素优化试验 |
2.3.2.2 碱性蛋白酶水解燕麦蛋白的响应面工艺优化 |
2.3.3 还原力的测定方法 |
2.3.4 多肽得率的测定方法 |
2.4 结果分析与讨论 |
2.4.1 燕麦蛋白的常规成分测定 |
2.4.2 燕麦多肽制备的单因素结果分析 |
2.4.2.1 加酶量对酶解效果的影响 |
2.4.2.2 温度对酶解效果的影响 |
2.4.2.3 底物浓度对酶解效果的影响 |
2.4.2.4 pH对酶解效果的影响 |
2.4.2.5 酶解时间对酶解效果的影响 |
2.4.3 响应面试验结果及方差分析 |
2.4.3.1 响应面法优化 |
2.4.3.2 响应面分析与最佳工艺条件的确定 |
2.4.3.3 最优条件验证 |
2.5 本章小结 |
第三章 燕麦多肽的抗氧化功能研究 |
3.1 前言 |
3.2 材料与设备 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 试验设备 |
3.3 试验方法 |
3.3.1 燕麦多肽的制备 |
3.3.2 试验动物及分组 |
3.3.3 旷场实验 |
3.3.4 血清、脏器的采集 |
3.3.5 血清、脏器样品的预处理 |
3.3.6 指标测定 |
3.3.6.1 肝脏组织匀浆中蛋白质含量测定 |
3.3.6.2 抗氧化指标的测定 |
3.3.6.3 组织病理学观察 |
3.3.7 数据统计 |
3.4 结果分析与讨论 |
3.4.1 体重变化分析 |
3.4.2 MDA含量变化分析 |
3.4.3 羰基含量变化分析 |
3.4.4 GSH含量变化分析 |
3.4.5 抗氧化酶活性分析 |
3.4.5.1 血清抗氧化酶活性分析 |
3.4.5.2 肝脏抗氧化酶活性分析 |
3.4.6 组织病理学结果分析 |
3.4.7 旷场实验 |
3.5 本章小结 |
第四章 燕麦多肽抗氧化效果的转录组学分析 |
4.1 前言 |
4.2 材料与设备 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 试验设备 |
4.3 试验方法 |
4.3.1 总RNA提取 |
4.3.2 转录组文库制备 |
4.3.3 差异表达基因的筛选 |
4.3.4 差异基因表达模式聚类分析 |
4.3.5 表达谱数据的定量PCR验证 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 总RNA质量的检测结果 |
4.4.2 过滤后的Reads质量统计 |
4.4.3 测序饱和度分析 |
4.4.4 差异表达基因的筛选 |
4.4.5 GO功能富集分析 |
4.4.6 Pathway显着性富集分析 |
4.4.7 差异基因的功能分析 |
4.4.8 表达谱数据的定量PCR验证 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间科研成果 |
(8)毛竹NAC家族全基因组分析及PeNAC8功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 SCW研究现状 |
1.2.1 细胞壁的结构 |
1.2.2 SCW的组成 |
1.2.3 SCW生物合成的转录调控过程 |
1.3 植物NAC转录因子的研究进展 |
1.3.1 植物NAC转录因子的简介 |
1.3.2 NAC转录因子的生物学功能 |
1.3.3 毛竹中NAC转录因子的研究进展 |
1.4 研究目标和主要研究内容 |
1.4.1 重点解决的科学问题和研究目标 |
1.4.2 主要研究内容 |
1.5 项目来源和经费支持 |
1.6 技术路线 |
2 毛竹NAC转录因子家族生物信息学分析 |
2.1 基因鉴定和生物信息学分析 |
2.1.1 毛竹NAC转录因子的获取与鉴定 |
2.1.2 基因结构、蛋白鉴定及序列分析 |
2.1.3 毛竹NAC转录因子系统进化树的构建 |
2.1.4 共表达网络以及GO分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 毛竹NAC家族成员的蛋白质分析 |
2.2.2 毛竹NAC家族成员的基因结构和保守基序分析 |
2.2.3 PeNACs编码蛋白的系统进化分析 |
2.2.4 PeNACs基因编码蛋白的功能预测 |
2.2.5 共表达网络分析 |
2.2.6 PeNACs相关基因的分析 |
2.2.7 PeNACs中 mi RNA靶点的预测 |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
3 PeNACs及其调控基因的表达模式分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 主要试剂及仪器 |
3.1.3 毛竹总RNA的提取和c DNA合成 |
3.1.4 转录组表达模式分析 |
3.1.5 定量表达模式分析 |
3.1.6 组织化学分析方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 PeNACs基因组织特异性分析 |
3.2.2 不同高度笋的组织化学分析 |
3.2.3 PeNACs及相关基因在不同木质化成程度笋中的表达模式分析 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
4 PeNAC8 的功能验证 |
4.1 试验材料 |
4.1.1 植物材料 |
4.1.2 主要试剂及仪器 |
4.1.3 实验所需载体、菌种及培养基 |
4.1.4 实验引物 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 毛竹基因组DNA的提取 |
4.2.2 毛竹总RNA的提取和检测 |
4.2.3 反转录为c DNA |
4.2.4 基因克隆与分析 |
4.2.5 构建植物的过表达载体 |
4.2.6 转化拟南芥 |
4.2.7 转基因植株的验证 |
4.2.8 NAC基因转录自激活活性分析 |
4.2.9 酵母单杂交分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 毛竹总RNA提取 |
4.3.2 PeNAC8 基因克隆 |
4.3.3 基因的异位表达分析 |
4.3.4 转录自激活活性鉴定 |
4.3.5 酵母单杂交分析 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
在读期间的学术研究 |
致谢 |
(9)新中国成立70年来植物激素研究进展(论文提纲范文)
1 生长素 |
1.1 生长素的合成和代谢 |
1.2 生长素的极性运输 |
1.3 生长素的信号转导 |
1.4 生长素生物学功能的研究 |
1.5 生长素与其他激素之间的相互作用 |
2 细胞分裂素 |
2.1 细胞分裂素的合成及代谢调控 |
2.2 细胞分裂素的信号感知及传导 |
2.3 细胞分裂素的生物学功能研究 |
3 油菜素甾醇 |
3.1 BR的信号转导 |
3.2 BR的稳态调控 |
3.3 BR的生理功能 |
4 赤霉素 |
4.1 赤霉素的合成、代谢及其调控 |
4.2 赤霉素的信号转导及其调控的生物学过程 |
5 乙烯 |
5.1 乙烯合成与信号转导 |
5.2 乙烯调控植物生长发育 |
5.3 乙烯调控果实成熟、叶片衰老与物质代谢 |
5.4 乙烯调控植物抗性 |
5.5 乙烯与其他激素协同调控植物发育与抗性 |
6 脱落酸(ABA) |
6.1 ABA合成与信号感知 |
6.2 ABA的信号转导 |
6.3 ABA调控非生物胁迫 |
6.4 ABA调控种子休眠、萌发和幼苗早期发育 |
6.5 ABA调控果实发育 |
6.6 ABA调控叶片衰老 |
6.7 ABA与其他激素的协同/拮抗作用 |
6.8 ABA调控气孔运动 |
7 茉莉素 |
7.1 茉莉素的生物合成及信号感知 |
7.2 茉莉素调控生物胁迫引起的植物抗性 |
7.3 茉莉素调控非生物胁迫引起的抗性 |
7.4 茉莉素调控根发育 |
7.5 茉莉素调控花器官发育 |
7.6 茉莉素调控植物开花时间 |
7.7 茉莉素调控植物衰老 |
7.8 茉莉素调控表皮毛形成 |
7.9 茉莉素调控顶端弯钩的形成 |
7.1 0 茉莉素调控植物其他发育进程 |
7.1 1 茉莉素与植物次生代谢物生物合成 |
8 水杨酸 |
8.1 水杨酸合成与信号转导 |
8.2 水杨酸调控植物抗性 |
8.3 水杨酸调控植物生长发育 |
8.4 水杨酸与其他信号途径的协同作用 |
9 独脚金内酯 |
9.1 独脚金内酯的生物合成 |
9.2 独脚金内酯信号感知 |
9.3 独脚金内酯信号传导 |
9.4 独脚金内酯对植物适应环境的影响 |
1 0 多肽激素 |
1 0.1 CLV3及CLEs多肽的功能研究 |
1 0.2 TDIF多肽调控植物维管发育的机理研究 |
1 0.3 PEP多肽调控植物免疫反应的机理研究 |
1 0.4 LUREs多肽诱导植物花粉管生长的信号机理研究 |
1 0.5 PSK调控植物发育及抗病反应的信号传递机理 |
1 0.6 RGF/GLV/CLEL调控植物根尖分生区发育的信号感知 |
1 0.7 RALFs调控植物逆境响应及花粉管发育的机理研究 |
1 0.8 EPF调节植物气孔发育的机理研究 |
1 0.9 IDA调控植物侧根发生的分子机理 |
(10)拟南芥MKKK19调控叶片衰老的分子机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词 |
1 文献综述 |
1.1 植物衰老的概念及表征 |
1.2 植物叶片衰老概述 |
1.3 植物叶片衰老过程的遗传调控 |
1.3.1 植物叶片衰老的转录前调控 |
1.3.2 植物叶片衰老的转录调控 |
1.3.3 植物叶片衰老的转录后调控 |
1.3.4 植物叶片衰老的翻译后调控 |
1.4 植物叶片衰老的信号转导过程 |
1.4.1 植物叶片衰老起始的调节因子 |
1.4.2 暗诱导叶片衰老的机制 |
1.4.3 胁迫条件下植物叶片的衰老 |
1.4.4 植物激素调控叶片衰老的机制 |
1.4.5 生物钟调控植物叶片衰老的机制 |
1.5 MAPKs级联信号途径及其在衰老中的作用 |
1.5.1 MAPKs级联途径的组成和特点 |
1.5.2 MAPK级联途径参与调控植物的生长发育过程 |
1.5.3 MAPK级联途径参与植物对环境的响应 |
1.5.4 胞内第二信使和植物激素对MAPK级联途径的调控 |
1.6 结论和展望 |
2 研究目的和意义 |
3 受衰老过程诱导的MEKK-like激酶的筛选及初步功能分析 |
3.1 前言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 植物材料 |
3.2.2 质粒载体和菌株 |
3.2.3 试剂 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 植物材料的培养 |
3.3.2 拟南芥小量基因组DNA粗提方法 |
3.3.3 PCR技术鉴定拟南芥T-DNA插入纯合突变体 |
3.3.4 拟南芥总RNA的提取(Trizol法) |
3.3.5 合成拟南芥总cDNA |
3.3.6 扩增目的基因,RT-PCR及 q RT-PCR |
3.3.7 琼脂糖凝胶的配制及核酸的电泳 |
3.3.8 PCR产物的回收与纯化 |
3.3.9 小量提取大肠杆菌中的质粒DNA |
3.3.10 核酸的定量检测 |
3.3.11 限制性核酸内切酶消化DNA反应 |
3.3.12 酶切DNA片段与质粒的连接 |
3.3.13 E.coli感受态的制备及转化 |
3.3.14 构建相关载体 |
3.3.15 农杆菌感受态的制备及转化 |
3.3.16 农杆菌介导的拟南芥花序转化 |
3.3.17 转基因植株的筛选 |
3.3.18 GUS组织化学分析及基因组织表达定位 |
3.3.19 烟草瞬时表达 |
3.3.20 共聚焦显微镜观察荧光 |
3.3.21 植物鲜重及干重的测量 |
3.3.22 拟南芥叶绿素含量的测定(浸提法) |
3.3.23 PSII原初光能转化效率的检验(Fv/Fm) |
3.3.24 原核表达并纯化蛋白质 |
3.3.25 蛋白质免疫印迹(Western Blot) |
3.3.26 体外激酶磷酸化活性分析 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 筛选受衰老诱导的MEKK-like亚家族的MAP3Ks |
3.4.2 MKKK19的组织表达模式分析 |
3.4.3 衰老诱导MKKK19的表达 |
3.4.4 诱导衰老的一些因素能够激活MKKK19基因的表达 |
3.4.5 鉴定MKKK19的T-DNA插入纯合突变体 |
3.4.6 MKKK19正向调节衰老过程 |
3.4.7 MKKK19基因的表达量影响SAGs的表达水平 |
3.4.8 回补MKKK19植株的衰老进程与野生型一致 |
3.4.9 MKKK19基因回补植株中SAGs的表达量与野生型的一致 |
3.4.10 MKKK19的亚细胞定位分析 |
3.4.11 MKKK19的激酶活性分析 |
3.4.12 衰老能激活MKKK19的激酶活性 |
3.4.13 MKKK19的激酶活性对衰老的调控至关重要 |
3.5 讨论 |
4 MKKK19-MKK3/5/9-MPK6级联调控叶片衰老进程 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料 |
4.2.1 植物材料 |
4.2.2 质粒载体与菌株 |
4.2.3 实验试剂 |
4.2.4 实验常用溶液配制 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 构建相关载体 |
4.3.2 大量提取质粒 |
4.3.3 酵母双杂交检测蛋白质相互作用 |
4.3.4 烟草瞬时转化系统进行BiFC分析 |
4.3.5 免疫沉淀(用瞬时转化烟草系统进行Co-IP实验) |
4.3.6 凝胶内激酶活性分析 |
4.4 实验结果 |
4.4.1 酵母双杂交筛选与MKKK19相互作用的MKKs |
4.4.2 双分子荧光互补实验筛选与MKKK19 相互作用的MKKs |
4.4.3 筛选表达受衰老诱导的MKKs |
4.4.4 过量表达MKKs植株的表型分析 |
4.4.5 免疫共沉淀分析MKK3、MKK5、MKK9与MKKK19的相互作用 |
4.4.6 MKKK19 能磷酸化MKK5 |
4.4.7 MKK3、MKK5和MKK9 正向调控衰老过程 |
4.4.8 MKKK19 调控衰老需要MKK3、MKK5和MKK9 的参与 |
4.4.9 MKK3、MKK5和MKK9 双突变加重衰老延缓的表型 |
4.4.10 MPK6正向调控衰老 |
4.4.11 MPK6受衰老调控 |
4.4.12 MKK3、MKK5和MKK9对衰老的调控需要MPK6参与 |
4.4.13 MKKK19对衰老的调控需要MPK6参与 |
4.5 讨论 |
5 ABA在MKKK19调控叶片衰老过程中起作用 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料 |
5.2.1 植物材料 |
5.2.2 实验试剂 |
5.3 实验方法 |
5.3.1 实时荧光定量PCR |
5.3.2 GUS染色和酶活性分析 |
5.3.3 体外蛋白激酶活性分析 |
5.3.4 ABA处理离体拟南芥叶片 |
5.4 实验结果 |
5.4.1 MKKK19转录水平受ABA诱导 |
5.4.2 ABA能激活MKKK19的激酶活性 |
5.4.3 MKKK19 参与ABA诱导的叶片衰老 |
5.5 讨论 |
6 结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
四、植物衰老的分子机制及其调控(论文参考文献)
- [1]晚熟脐橙果实采前枯水的生理和分子机制及其调控技术研究[D]. 吴黎明. 华中农业大学, 2020(01)
- [2]水稻叶片早衰突变体osled生长特性及其调控[D]. 李可. 扬州大学, 2021
- [3]真菌胁迫响应TaNAC基因和小麦杂种衰亡分子机理研究[D]. 吕士凯. 西北农林科技大学, 2021
- [4]多倍化对水稻种子抗老化能力的影响及其调节机制研究[D]. 黄宝生. 湖北大学, 2021(01)
- [5]脐橙果皮色泽变异及番茄红素β-环化酶的调控研究[D]. 朱凯杰. 华中农业大学, 2020
- [6]拟南芥光信号蛋白FHY3介导叶片衰老的分子机理研究[D]. 田田. 山东农业大学, 2020(08)
- [7]燕麦多肽抗氧化活性及其调控路径的初步研究[D]. 陈敏. 江苏大学, 2020(02)
- [8]毛竹NAC家族全基因组分析及PeNAC8功能研究[D]. 单雪萌. 中国林业科学研究院, 2020
- [9]新中国成立70年来植物激素研究进展[J]. 黎家,李传友. 中国科学:生命科学, 2019(10)
- [10]拟南芥MKKK19调控叶片衰老的分子机制研究[D]. 杨凤博. 河南大学, 2019(04)