一、转基因苹果研究进展(论文文献综述)
马松亚[1](2021)在《F-box蛋白MdAMR1L1调控苹果抗坏血酸含量的分子机制研究》文中进行了进一步梳理抗坏血酸(Ascorbic acid,Asc)是植物和人类所需的重要抗氧化剂,在多种生理过程中起着重要作用。了解果树中Asc水平的调控对于提高果实品质及植株抗逆性具有重要意义。在前期的研究中,课题组发现F-box蛋白抗坏血酸甘露糖途径调节剂1(Ascorbic Acid Mannose pathway Regulator 1 Like 1)MdAMR1L1的转录水平和蛋白质丰度与苹果(Malus×domestica)果实中的Asc含量负相关。本文以MdAMR1L1转基因苹果苗为材料,从MdAMR1L1、Asc合成酶GDP-甘露糖焦磷酸化酶MdGMP1和乙烯响应因子MdERF98间的相互关系及其在Asc合成中的功能开展MdAMR1L1调控苹果Asc含量的机制研究,旨在阐明参与Asc含量调节的内部信号感知/转导的分子机理,丰富Asc合成调控的理论基础,为改善苹果果实中Asc含量及提升果实品质提供理论指导。主要研究结果如下:1.F-box蛋白MdAMR1L1泛素化降解MdGMP1蛋白在翻译后水平上调控苹果Asc的合成。对MdAMR1L1转基因苹果叶片中Asc合成和再生的研究表明,MdAMR1L1基因表达与苹果Asc含量负相关,过表达MdAMR1L1降低了Asc含量,但促进了L-Gal(L-半乳糖)合成途径关键基因的转录,尤其是MdGMP1,对再生途径中基因的表达无显着影响,这与课题组之前的研究结果相同。为进一步探明MdAMR1L调控机制,通过IP-MS/MS技术发现MdGMP1蛋白可能与其互作。MdGMP1蛋白表达丰度研究发现,在苹果果实发育过程中MdGMP1蛋白丰度及酶活性与Asc含量相关。与野生型相比,过表达MdAMR1L1降低了苹果叶片中GMP酶活性及其催化产物GDP-D-甘露糖(GDP-D-Man)的含量,而沉默MdAMR1L1则对其有促进作用,且MdGMP1在苹果愈伤组织中的过表达能明显增加Asc含量,这些结果表明MdAMR1L1转基因苹果Asc含量与MdGMP1蛋白丰度相关。酵母双杂交和免疫共沉淀共同证实MdAMR1L1蛋白和MdGMP1蛋白互作。蛋白泛素化及降解实验表明,MdAMR1L1通过泛素化途径促进MdGMP1蛋白降解。综上所述,苹果F-box蛋白MdAMR1L1与MdGMP1蛋白互作,并通过泛素化途径促进其降解从而在翻译后水平上负调控Asc的合成。2.转录因子MdERF98正调控MdGMP1的转录并参与苹果Asc的合成。为探明过表达MdAMR1L1苹果叶片中MdGMP1 m RNA水平显着上调的机制,经转录分析发现MdGMP1候选调控因子MdERF98转录水平也显着上调。顺式作用元件预测结果显示,MdGMP1启动子包含一个ERF结合的DRE核心序列(ACCGAC)。经EMSA、LUC/REN、CHIP-PCR等实验证实转录因子MdERF98能直接与MdGMP1启动子结合并正向调控其转录。过表达MdERF98提高了苹果愈伤组织中MdGMP1和GDP-甘露糖-3’,5’-表型异构酶(MdGME1)的转录以及Asc含量,而沉默MdERF98则产生相反的结果。将野生型和MdAMR1L1过表达苹果组培苗中的MdERF98基因进行沉默后发现,MdERF98基因的沉默导致MdGMP1和MdGME1转录下调,且MdAMR1L1过表达苹果叶片中Asc含量进一步降低。这些结果表明,MdERF98正向调控MdGMP1和MdGME1的表达,且MdAMR1L1过表达苹果叶片中MdGMP1转录上调与MdERF98表达上调有关,也由此减轻了MdAMR1L1过表达引起的Asc含量的降低。3.MdERF98参与了Asc合成的反馈调控。为了确认MdAMR1L1过表达苹果叶片中的MdERF98转录增加的原因,我们发现外源Asc能显着抑制MdERF98基因的表达及启动子的活性,且MdAMR1L1过表达转基因苹果叶片用外源Asc处理能恢复MdERF98和MdGMP1的表达,为此我们提出MdERF98可能参与了Asc合成的反馈调控。为验证这一假说,我们获得了Asc合成关键酶MdGal DH(L-半乳糖脱氢酶)过表达和沉默的转基因苹果愈伤组织,发现过表达MdGal DH提高了果肉愈伤组织中Asc含量,抑制了MdERF98的转录及其启动子活性;沉默MdGal DH降低了果肉愈伤组织中Asc含量,促进了MdERF98的转录。转基因愈伤组织中MdGMP1转录水平的变化与MdERF98相似。这些结果进一步证实MdERF98的表达受Asc水平的反馈调节,参与了Asc合成的反馈调控,在维持苹果细胞中Asc含量的稳态中起作用。过表达MdAMR1L1引起苹果叶片中H2O2含量的增加,外源Asc喷施降低H2O2含量,MdERF98表达水平上的变化与之相似。同时,H2O2诱导剂甲基紫精(MV)处理降低了苹果叶片中Asc含量却促进了MdERF98和MdGMP1的转录。这些结果表明,MdAMR1L1过表达转基因苹果叶片中MdERF98和MdGMP1基因表达的上调与H2O2积累相关。4.bHLH型转录因子MdMYC2L-6900负调控MdGMP1的转录参与光调节苹果Asc的合成。过表达MdAMR1L1导致苹果叶片中多个b HLH型转录因子表达上调,其中包含MdMYC2L-6900,属于MYC2(茉莉酸信号通路中的关键调控因子)的同源基因。顺式作用元件预测结果显示,MdERF98和MdGMP1启动子均包含MYC2结合的G-box核心序列(CACGTN)。互作实验结果表明,MdMYC2L-6900与MdERF98的启动子不结合,而直接与MdGMP1启动子结合并抑制其转录活性。同时,我们发现MdMYC2L-6900的表达受光抑制且与Asc水平负相关。过表达MdMYC2L-6900降低了苹果叶片中MdGMP1的转录及Asc含量,而沉默MdMYC2L-6900则对其无显着影响。H2O2诱导剂MV处理MdMYC2L-6900转基因苹果株系的实验结果显示,ROS积累抑制MdMYC2L-6900的表达而促进MdGMP1的表达,且MV处理进一步降低了MdMYC2L-6900过表达株系Asc的含量,但是对MdMYC2L-6900沉默株系Asc的含量及MdGMP1的表达无显着影响。以上结果表明,b HLH型转录因子MdMYC2L-6900通过负调控MdGMP1的转录参与光调节苹果Asc的合成,但苹果中可能存在MYC基因家族成员的功能冗余。
杨阔[2](2021)在《苹果C2H2型锌指蛋白MdZAT10调控叶片衰老和干旱胁迫的机理研究》文中研究表明苹果是世界上重要的经济果树。叶片早衰严重影响苹果树体营养,进而影响果实产量及品质。因此,研究叶片衰老的机理对调节植物生长发育和提高产量具有重要意义。转录因子在植物叶片衰老调控网络中发挥重要作用,但是关于转录因子在苹果叶片衰老的研究相对较少。苹果生长过程中经常遭受干旱胁迫,严重限制了树体的生长、果实品质及产量。转录因子在植物响应干旱胁迫过程中发挥重要作用。C2H2型锌指蛋白广泛存在于植物中,并在调控植物生长发育和响应环境胁迫等方面发挥重要功能。先前的研究发现,多个C2H2型锌指转录因子在拟南芥叶片发育过程中差异表达,但是调控叶片衰老的分子机理尚不清楚。本研究利用分子生物学技术,解析了C2H2型锌指转录因子MdZAT10在苹果叶片衰老和响应干旱方面的作用。主要结果如下:1、q RT-PCR分析发现MdZAT10随叶片衰老表达量逐渐升高。与野生型相比,过表达MdZAT10能够加速苹果及拟南芥叶片衰老,而MdZAT10反义抑制表达的苹果叶片表现出延缓叶片衰老的表型。同时,过表达MdZAT10能提高衰老相关基因MdSAG29和MdPAO的表达水平,并降低叶片衰老负调控因子MdWRKY70的表达,表明MdZAT10促进植物叶片衰老。2、酵母双杂交、Pull-down和双分子荧光互补实验验证了MdZAT10与MdABI5之间的互作。对MdABI5的研究发现,过表达MdABI5能够促进苹果及拟南芥叶片衰老,而MdABI5反义抑制表达的苹果叶片则延缓叶片衰老,表明MdABI5促进植物叶片衰老。双荧光素酶活性检测结果发现MdABI5能够激活叶绿素降解基因MdNYC1和MdNYE1的表达,并且MdZAT10与MdABI5互作增强了MdABI5对MdNYC1和MdNYE1的转录激活。表型实验表明MdZAT10通过增强MdABI5对MdNYC1和MdNYE1的转录激活促进叶片衰老。3、酵母双杂交、Pull-down和双分子荧光互补实验验证了MdZAT10与MdBT2之间的互作。Me JA处理不仅提高了MdZAT10的转录水平,并且降低MdZAT10蛋白通过26S蛋白酶体途径的降解。过表达MdZAT10促进JA诱导的叶片衰老,而MdZAT10反义抑制表达的苹果叶片表现延缓叶片衰老的表型。Me JA处理促进MdBT2蛋白的降解,表型实验发现MdBT2抑制了JA诱导的叶片衰老。MdBT2通过泛素化MdZAT10,降低其蛋白的稳定性。过表达MdBT2部分抑制了MdZAT10介导的叶片衰老,表明MdBT2负调控MdZAT10介导的叶片衰老。4、MdZAT10能被PEG6000、盐及机械损伤、SA和ACC所诱导。过表达MdZAT10转基因苹果苗、愈伤组织及拟南芥均表现出降低干旱抗性的表型。干旱处理下,过表达MdZAT10提高了MDA含量、H2O2含量及O2-的水平,降低了抗氧化酶的活性,表明MdZAT10降低植株对干旱的抗性。我们的研究表明MdZAT10能提高MdABI5对MdNYC1和MdNYE1的转录激活从而促进叶片衰老;同时MdBT2负调节MdZAT10蛋白的稳定性,进而抑制JA诱导的叶片衰老。此外,MdZAT10通过降低活性氧的清除降低对干旱的抗性。因此研究MdZAT10的调控机制对于抗衰老及抗旱研究提供理论基础。
郑文倩[3](2021)在《MdVQ37基因响应苹果腐烂病菌侵染的功能研究》文中指出苹果(Malus domestica Borkh.)物美价廉,保质期长,深受人们喜爱。我国苹果种植范围广泛,产量和销量均居世界首位。然而,苹果树腐烂病(Apple Valsa Canker)严重影响苹果产量和品质,极大阻碍苹果种植产业的稳步发展。VQ蛋白(Valine-glutamine motif containing proteins)是一类植物转录调控辅助因子,参与调节植物生长发育以及防御反应。VQ基因的转录水平受介导植物抗病性响应的两种重要信号分子SA、JA的诱导或抑制,又响应病原菌侵染应答,说明VQ基因在响应植物抗病性方面可能具有重要作用。本研究分析了苹果MdVQs基因在SA、JA处理下的表达水平变化,使用前期获得的过表达MdVQ37转基因苹果植株为研究材料,通过生理生化、RNA-Seq以及qRT-PCR分析,初步揭示MdVQ37负调节苹果植株对苹果树腐烂病抗性的生物学功能。主要研究结果如下:1.qRT-PCR结果显示,14个MdVQs基因受SA、JA共同影响,其中9个MdVQs基因在SA、JA处理后表达上调,5个MdVQs基因表达下调;MdVQ19、MdVQ37只响应SA;MdVQ5、MdVQ12、MdVQ16、MdVQ35、MdVQ47只响应JA。2.qRT-PCR结果显示,MdVQ37受苹果腐烂病菌(Valsa mali)诱导。过表达MdVQ37减弱了转基因苹果植株对苹果树腐烂病的抗性,表现为H2O2含量的降低,叶片结构紧密度和厚度减少,SOD、CAT、POD、PPO、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性降低。3.RNA-Seq结果分析显示,与WT相比,过表达MdVQ37转基因苹果植株上调差异表达基因542个,下调差异表达基因837个。GO和KEGG途径分析表明,转基因株系中转录因子活性和植物激素信号通路受差异影响和富集。SA和SA代谢产物2,5-二羟基苯甲酸水平检测表明,过表达MdVQ37增加了转基因植株中SA分解代谢基因Md S5H1和Md S5H2的表达并导致2,5-二羟基苯甲酸含量的增加,进而减少了内源性SA含量,破坏了SA依赖的信号通路。
罗佳伟[4](2021)在《苹果MYB家族基因MdMYB48在干旱胁迫下的功能研究》文中研究说明苹果(Malus domestica Borkh.)是世界四大水果之一,我国则是最大的苹果生产国和消费国。作为重要的园艺作物,苹果的生长发育常常受到多种非生物胁迫的影响,包括干旱、盐渍、低温等。西北黄土高原产区是我国最大的苹果产区,干旱缺水是限制该地区苹果产业发展的主要环境限制因素之一。MYB转录因子在植物的非生物胁迫响应与抗性调控中起关键作用,挖掘苹果MYB家族中的干旱响应关键基因,并详细鉴定其抗旱调控功能,对于苹果的抗逆分子育种具有重要意义。本研究克隆了一个苹果MYB家族的干旱响应基因MdMYB48,并分析了其在不同逆境下的表达模式。通过转基因及干旱处理下的表型比较,详细鉴定了MdMYB48在拟南芥和苹果中的抗旱性调控功能。主要结果如下:1.苹果MdMYB48基因全长为720 bp,编码一个长度为239个氨基酸的蛋白质。MdMYB48启动子序列中含有多个逆境胁迫响应相关的顺式作用元件。MdMYB48蛋白定位于细胞核。MdMYB48的表达受干旱、盐、ABA和低温胁迫的诱导。MdMYB48蛋白具有显着的自激活活性,符合其转录因子特性。2.我们通过遗传转化手段获得了过表达MdMYB48的转基因拟南芥。表型鉴定表明MdMYB48过表达提高了转基因拟南芥对干旱胁迫的耐受性。在200 m M和300 m M甘露醇处理下,MdMYB48过表达拟南芥的种子萌发率、幼苗根长和鲜重均显着高于野生型。在干旱胁迫下,MdMYB48过表达提高了转基因拟南芥叶片中的脯氨酸含量,并降低了相对电导率及MDA含量,且多个胁迫相关基因的转录水平显着高于野生型。另一方面,MdMYB48过表达降低了转基因拟南芥对ABA的敏感性。在1μM ABA处理下,MdMYB48过表达转基因拟南芥的种子萌发率、幼苗根长均显着高于野生型,且转基因拟南芥中多个ABA降解相关基因的转录水平显着高于野生型,猜测MdMYB48可能降低了ABA的生物合成,并在ABA通路中起负调控作用。3.过表达MdMYB48增强了苹果‘王林’愈伤对渗透胁迫的耐受性。在150 m M甘露醇处理下,MdMYB48转基因苹果愈伤的鲜重显着高于对照,并表现出更高的脯氨酸含量。表达分析表明MdMYB48转基因愈伤中胁迫响应基因的转录水平显着高于对照,说明MdMYB48可能是通过促进胁迫相关基因的转录提高转基因愈伤对渗透胁迫的耐受性。4.以‘GL3’苹果组培苗为试材,通过发根农杆菌侵染获得了根中过表达MdMYB48的转基因苹果材料。与野生型相比,过表达株系株高更高,且侧根更多。在干旱胁迫条件下,与对照相比,根系过表达MdMYB48转基因苹果植株对干旱胁迫更加敏感,且转基因植株脯氨酸含量更少,丙二醛积累更多。表达分析表明MdMYB48转基因苹果植株中干旱胁迫和ABA信号通路相关基因的转录水平更低。综上认为,MdMYB48参与苹果植株的干旱胁迫响应。
杨露露[5](2021)在《苹果MdHB7在应答炭疽叶枯病菌和腐烂病菌侵染中的功能鉴定》文中研究说明苹果炭疽叶枯病和腐烂病作为近年来影响苹果产业健康发展的主要真菌病害,在我国苹果主产区内普遍发生,严重降低了苹果的产量和品质,对果农造成了巨大的经济损失。目前,对这两种真菌病害进行有效控制是苹果产业急需破解的难题。因此,从分子水平进行探究为其提供了一个新的解决思路。HD-Zip转录因子是高等植物中特有的一类转录因子,广泛参与植物响应生物胁迫过程,对植物免疫具有重要意义,但目前在苹果中报道较少。因此,本研究利用实验室已获得的HD-ZipⅠ亚家族成员MdHB7过表达及干扰转基因苗进行苹果炭疽叶枯病及腐烂病接种处理,通过对病原菌侵染下转基因植株与野生型植株在活性氧迸发、激素水平、酚类物质含量、抗氧化酶系统、抗病相关蛋白以及抗病信号通路相关基因表达量的比较,初步解析了MdHB7在苹果响应生物胁迫中的作用机制。主要研究结果如下:1.MdHB7受苹果炭疽叶枯病侵染诱导表达,MdHB7过表达负调控苹果对炭疽叶枯病菌的抗性。与野生型相比较,过表达MdHB7苹果叶片中ABA合成和积累显着增加,而SA的积累量以及SA途径相关基因的表达量显着下降;同时,过表达MdHB7苹果植株中酚类物质含量以及相关抗氧化酶活性下降,造成H2O2大量积累;另外,过表达MdHB7植株在几丁质酶、β-1,3葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶活性也均相对较低,而多酚氧化酶活性却显着高于野生型。与此相反,MdHB7干扰表达的转基因苹果叶片对炭疽叶枯病的抗性显着提升,表现为MdHB7干扰表达植株具有更低的ABA含量和多酚氧化酶活性、更高的SA含量、酚类物质含量、抗氧化酶活性以及几丁质酶、β-1,3葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶活性。2.MdHB7同样受苹果腐烂病侵染诱导表达,且MdHB7过表达负调控苹果对腐烂病菌的抗性。相较于野生型,过表达MdHB7植株中SA含量和SA途径相关基因表达量均受到抑制;同时,过表达MdHB7植株中酚类物质含量、几丁质酶、β-1,3葡聚糖酶活性也相对较低,最终引起较多H2O2的积累。与此相反,MdHB7干扰表达苹果植株通过增加自身SA和酚类物质的积累,提高几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶的活性,减少H2O2的积累,而增强其对苹果腐烂病菌的抗性。综上所述,MdHB7在苹果植株抵御炭疽叶枯病和腐烂病侵染过程中扮演负调控者角色,其表达量的上升会降低苹果植株对炭疽叶枯病和腐烂病的抗性,而抑制其表达能够增强苹果植株对这两种真菌病害的抗性。
任怡然[6](2021)在《苹果MdBT2蛋白应答硝酸盐调控植株生长和花青苷积累的研究》文中认为氮是果树生长发育的重要营养元素,是影响植株生长和果实品质的重要因素之一。它主要是以硝酸盐的形式被植物从土壤中吸收。植物在生长发育过程中进化出多种机制,以应对外界环境中硝酸盐含量的波动。硝酸盐在根部被吸收,并通过硝酸盐转运蛋白运输到其它器官。硝酸盐除了具有营养价值外,还可以作为一类信号分子,触发局部和系统性的信号传导,进而调节种子的萌发、叶片的发育、枝条的生长、气孔的开放和开花等生长发育过程。此外,硝酸盐信号的传导及其下游的生理响应与植物激素(如IAA、CTK和GA等)密切相关。硝酸盐信号可以与多种环境和激素信号整合成复杂的调控网络,调控植物的生命活动过程。BTB-TAZ蛋白BT2作为骨架蛋白,可以与不同的靶蛋白相互作用,参与多种信号转导途径。最近的证据也表明BT2在氮素利用效率调控网络中发挥关键作用,并且也参与调控植物生长和花青苷积累。但在苹果中,MdBT2响应硝酸盐调控植株生长的作用机制以及应答硝酸盐缺乏调控花青苷积累的分子机理并不清晰。为了进一步解析MdBT2的调控机制,以MdBT2作为诱饵蛋白,在苹果的c DNA文库中进行酵母双杂交筛库,筛选到与MdBT2互作的两个蛋白MdRGL3a和MdGRF11。利用遗传转化和分子生物学技术,揭示了MdBT2应答硝酸盐调控植物生长和花青苷积累的作用机制,具体结果如下:1、硝酸盐促进苹果植株的生长,外施GA3可以缓解硝酸盐缺乏对植物生长的抑制作用;而外施GA合成抑制剂PAC后,硝酸盐对植物生长的促进作用被抑制,表明GA途径可能参与了硝酸盐诱导的植株生长。2、MdBT2的表达受硝酸盐诱导,并且MdBT2作为促进植物生长的正调控因子。在硝酸盐充足的条件下,过表达MdBT2促进了植株的生长,而抑制MdBT2表达的苹果植株表现出生长抑制的表型。GA3处理部分挽救了MdBT2抑制表达导致的生长抑制的表型,而PAC处理抑制了过表达MdBT2对植株生长的促进作用,表明MdBT2可能介导了GA相关的途径来调节植物的生长。3、酵母双杂、蛋白Pull-down和BiFC实验验证了MdBT2与DELLA蛋白MdRGL3a之间的互作,并且MdBT2 N端的BTB和BACK结构域与MdRGL3a C端的GRAS结构域对两者的互作是必须的。硝酸盐促进MdRGL3a蛋白的泛素化和降解,而在抑制MdBT2表达的MdBT2-Anti13转基因苹果植株中,硝酸盐诱导的MdRGL3a蛋白的泛素化和降解被明显抑制,表明硝酸盐诱导的MdRGL3a的降解至少部分依赖于MdBT2。同时,MdBT2介导的MdRGL3a蛋白的降解并不依赖于GA途径。4、表型实验发现,BT2和DELLA蛋白调控植株生长在不同植物物种之间是保守的。在拟南芥中异位过表达MdBT2缓解了MdRGL3a过表达导致的生长抑制的表型,表明MdBT2负调控MdRGL3a介导的生长抑制。5、硝酸盐缺乏不仅抑制了MdBT2在转录水平的表达,并且促进了MdBT2通过26S蛋白酶体途径降解。在硝酸盐缺乏条件下,MdBT2过表达的转基因苹果苗积累了较少的花青苷,而MdBT2抑制表达的苹果苗积累了较多的花青苷。6、酵母双杂、蛋白Pull-down和BiFC实验验证了MdBT2与14-3-3蛋白MdGRF11互作,并且MdBT2的BTB和TAZ结构域是与MdGRF11互作所必须的。硝酸盐缺乏诱导MdGRF11转录水平的增加。表型实验发现,在苹果愈伤组织和拟南芥中过表达MdGRF11促进了硝酸盐缺乏诱导的花青苷积累,而抑制多个MdGRFs基因表达的MdGRF11-Anti转基因愈伤组织积累了较少的花青苷。7、MdGRF11促进MdBT2蛋白的体内泛素化,进而使MdBT2通过26S蛋白酶体途径降解,从而提高了MdMYB1蛋白的稳定性。表型实验发现,过表达MdGRF11抑制了MdBT2介导的花青苷积累,以及花青苷合成相关基因MdF3H、MdDFR、MdANS和MdUF3GT的表达,而抑制MdGRF11表达加重了MdBT2-OX愈伤花青苷积累量的减少,表明了MdGRF11负调控MdBT2介导的花青苷生物合成。同时,果实瞬时注射实验和叶片瞬时侵染实验证明了相同的结果。综上,我们的研究表明了MdBT2通过负调节MdRGL3a蛋白的稳定性,进而促进硝酸盐诱导的植株生长;同时,MdGRF11通过促进MdBT2蛋白的泛素化和降解,提高MdMYB1蛋白的稳定性,进而参与硝酸盐缺乏诱导的花青苷积累。
张全艳[7](2021)在《苹果硝态氮应答基因MdBT2调控苹果酸积累的机理研究》文中认为酸度是果实中非常重要的品质性状,酸度的高低会直接影响果实的风味及其加工品质。苹果果实中含有大量的有机酸,目前已经检测出有16种有机酸,其中苹果酸是最主要的有机酸,占到总酸量的80%以上,直接决定果实的酸度,影响果实的风味。苹果酸代谢是一个涉及合成、降解和转运的复杂生物过程。其中,苹果酸的合成可以通过细胞质糖酵解、三羧酸循环、卡尔文循环和乙醛酸循环等多种代谢途径实现。高浓度的苹果酸通过主动运输储存在液泡中。液泡型质子泵(V-ATPase和V-PPase)、苹果酸转运蛋白(ALMT)是苹果酸转运进入液泡的关键。液泡型质子泵在液泡内外建立跨膜的电化学势梯度,驱动质子泵入液泡中,使液泡酸化,并为苹果酸转运蛋白提供能量。由于液泡中的酸性环境,苹果酸跨过液泡膜后会立即被质子化,有效地将苹果酸捕获到液泡中。转录因子位于液泡型质子泵和苹果酸转运蛋白的上游,广泛参与调控苹果酸的合成与转运。其中,MYB、b HLH和WD40蛋白通过形成MBW复合体,转录激活编码液泡型质子泵和苹果酸转运蛋白的表达,从而影响苹果酸在液泡中的积累。在苹果中,R2R3-MYB转录因子MdMYB73通过直接与液泡型质子泵和苹果酸转运蛋白相关基因的启动子结合,促进苹果酸的积累。另外,MdCIbHLH1与MdMYB73相互作用,增强MdMYB73对下游相关基因的转录活性,进一步促进苹果酸的积累。植物体内苹果酸的积累受到矿质营养、温度和灌溉方式等外界环境因素和农艺措施的影响。氮素作为植物生长发育过程中所必需的大量营养元素,影响植物体内苹果酸的积累。生产中,果树种植者为了获取较高的产量和经济效益,滥用化肥(以氮肥为主),导致果实品质下降。过量施加氮肥会降低苹果果实中苹果酸的含量,但是具体机理尚不清楚,这是本研究拟解决的科学问题。本研究以苹果材料为研究对象,探索了硝态氮影响苹果酸积累的分子机制。主要结果如下:1、高浓度的硝态氮抑制苹果中苹果酸的积累。用不同浓度的硝态氮(0、0.5、5 mM)处理苹果愈伤组织、苹果植株和苹果果实,测定苹果酸含量。结果表明,高浓度的硝态氮显着降低了苹果愈伤组织、苹果植株和苹果果实中的苹果酸含量。进一步研究表明,高浓度的硝态氮处理后,液泡型质子泵相关基因、苹果酸转运蛋白MdALMT9以及苹果酸相关的转录因子MdMYB73的表达水平显着降低,质子泵活性也降低,液泡的pH值升高。2、硝态氮应答基因MdBT2抑制苹果中苹果酸的积累。用硝态氮处理MdBT2转基因苹果植株,检测苹果酸含量、苹果酸相关基因的表达水平、质子泵活性以及液泡内的pH值。结果表明,MdBT2响应硝态氮抑制苹果酸的积累。3、MdBT2与MdCIbHLH1和MdMYB73互作。通过对硝态氮应答因子MdBT2进行酵母筛库,发现MdBT2可以与调控苹果酸积累的b HLH转录因子MdCIbHLH1和MYB转录因子MdMYB73相互作用。通过酵母双杂交、pull down以及双分子荧光互补分析,进一步验证了MdBT2与MdCIbHLH1以及MdBT2与MdMYB73的互作。4、MdBT2促进MdCIbHLH1和MdMYB73的泛素化降解。体内和体外的降解分析表明MdBT2可以影响MdCIbHLH1和MdMYB73蛋白的稳定性。泛素化结果表明MdBT2可以通过26S蛋白酶体途径泛素化降解MdCIbHLH1和MdMYB73。5、MdBT2通过影响MdCIbHLH1和MdMYB73,负调控MdALMT9的转录活性,抑制苹果酸的积累。通过对苹果果实进行瞬时注射以及对苹果愈伤组织进行GUS分析,发现MdBT2至少部分地通过MdCIbHLH1和MdMYB73,转录抑制MdALMT9的表达水平,降低质子泵的活性,负调控苹果酸的积累。本研究通过MdBT2-MdCIbHLH1/MdMYB73-MdALMT9调控模块,解析了硝态氮调节苹果酸积累的分子机制,为植物中两个关键代谢产物之间的联系提供了重要线索,并且为苹果酸的翻译后修饰调控途径提供了新的思路。这些发现不仅有助于我们理解苹果酸积累的复杂调控网络,而且对指导果树分子育种和果实品质改良具有重要意义。
张富军[8](2021)在《苹果锚蛋白MdANK2B在盐胁迫及ABA响应中的功能研究》文中研究指明锚蛋白(Ankyrin,ANK)重复序列是最常见的保守蛋白结构域之一。在许多功能蛋白中,ANK重复序列可以充当蛋白质相互作用的支架,并在多种细胞学和生物学过程中发挥关键作用,例如细胞间信号转导、细胞骨架完整性、转录和细胞周期调控、炎症反应等。目前,诸多报道已表明含有ANK重复序列的蛋白质能够参与植物体内许多重要的生物学过程,包括侧根发育、胚发生、花粉萌发和花粉管生长、叶片形态发生以及叶绿体相关蛋白的转运。此外,含ANK重复序列的蛋白在应对生物胁迫(包括真菌、细菌和病毒等)、非生物胁迫(如干旱、盐、高温和低温)以及植物激素信号途径(如脱落酸、乙烯和水杨酸)中起重要作用。基于拟南芥锚蛋白重复基因AtAKR2A和AtAKR2B的同源性分析,本研究确定了苹果的MdANK2B基因。该基因在苹果叶片和果实中高表达,而盐胁迫和脱落酸(Abscisic acid,ABA)显着诱导MdANK2B基因转录水平的提高。过表达MdANK2B提高苹果愈伤组织和组培苗对盐胁迫的抗性和降低对ABA的敏感性。此外,本研究还发现过表达MdANK2B能够通过提高抗氧化相关酶的活性来减少活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的积累以增强转基因植株对盐胁迫的抗性。具体研究结果如下:1.MdANK2B基因及其编码蛋白的结构分析MdANK2B(MDP0000247777)基因包含一个1077 bp的完整开放阅读框(ORF,Open reading frame),编码含有359个氨基酸的蛋白质。蛋白质结构域结构分析表明,MdANK2B其C端包含4个ANK重复序列,每个重复序列均由33个氨基酸组成。其三维结构也表明MdANK2B包含典型的ANK重复序列,α-螺旋和β-发夹结构。通过进化树分析表明MdANK2B与白梨中ANK蛋白的同源性最高。2.苹果MdANK2B表达模式分析亚细胞定位显示MdANK2B定位于细胞质中;组织表达分析显示MdANK2B主要在叶片和果实中表达;定量PCR分析表明MdANK2B能够响应多种非生物胁迫信号和植物激素信号,其中MdANK2B对盐胁迫和ABA的响应较为显着。说明该基因可能在苹果ABA和盐胁迫的调控中起着作用。3.过表达MdANK2B提高苹果对盐胁迫的抗性苹果锚蛋白MdANK2B在盐胁迫及ABA响应中的功能研究不同浓度的Na Cl处理野生型和转基因苹果愈伤组织,相较于正常条件下,转基因愈伤生长状态更好,鲜重更高,电解质渗透率(Electrolyte leakage,EL)更低,表明转基因MdANK2B愈伤组织能够提高盐胁迫下抗性;同样,Na Cl处理野生型GL3和过表达MdANK2B的组培苗,转基因组培苗的生长状态明显好于野生型GL3组培苗。以上结果说明,MdANK2B能够增强盐胁迫下的抗性。4.盐胁迫下过表达MdANK2B通过增强抗氧化酶活性减轻ROS的积累使用NBT(Nitro blue tetrazolium)和DAB(3,3-diaminobenzidine)染色法分别检测盐胁迫下GL3和转基因苹果组培苗叶片中O2-和H2O2的含量。结果发现,在盐胁迫下,转基因MdANK2B组培苗的H2O2和O2-含量低于GL3。此外,对盐处理下的叶片酶活进行测定,发现相较于正常条件下,转基因MdANK2B苹果组培苗的POD(Peroxidase)和CAT(Catalase)高于GL3。这些结果表明过表达MdANK2B苹果组培苗通过增强抗氧化酶活性减轻了ROS的积累从而提高盐胁迫下的抗性。5.过表达MdANK2B降低对ABA的敏感性不同浓度(50μM、100μM和150μM)ABA处理野生型和过表达MdANK2B转基因苹果愈伤组织。与野生型相比,转基因苹果愈伤的鲜重较高和电解质渗透率较低。ABA处理转基因MdANK2B和GL3苹果组培苗,野生型GL3对ABA的敏感性高于三个过表达MdANK2B组培苗株系。这些结果表明,MdANK2B的过表达能够降低愈伤组织和组培苗中苹果对ABA的敏感性。
王衍鹏[9](2021)在《苹果酪氨酸脱羧酶MdTyDC在抗旱耐盐中的功能及其机理研究》文中研究指明在所有的生物和非生物胁迫中,干旱是造成年产量损失最大的胁迫之一,过去的十年里,全球因干旱造成的作物产量损失总计300亿美元。干旱能够影响植物生长发育的各个过程,从而影响作物的产量和品质。盐胁迫影响植物产生渗透、离子和氧化胁迫,使植物生长发育迟缓和作物减产。多巴胺(dopamine)在植物中调控很多生理过程,且在植物抵抗逆境中有重要的作用。酪氨酸脱羧酶(Tyrosine decarboxylase,Ty DC,EC 4.1.1.28)在高等植物中的次生代谢反应中起着重要的作用,但是关于Ty DC在植物逆境中的研究很少。本研究通过根癌农杆菌和发根农杆菌技术,获得了MdTyDC与MdbHLH93的苹果转基因材料,并对其功能和相关调控机理进行了研究,主要研究结果如下:1.从‘金冠’中克隆了MdTyDC基因,以GL-3苹果为材料,通过遗传转化技术获得了过表达转基因苹果苗,通过移栽生根后,对其进行了长期中度干旱处理。过表达MdTyDC提高了转基因植株中多巴胺的含量。测定了干旱胁迫下苹果植株的相关的生理指标,结果表明,在干旱胁迫下,与野生型(WT)相比,过表达MdTyDC提高了苹果植株生长参数、净光合速率(Pn)和荧光值(Fv/Fm)。在长期中度干旱条件下,过表达株系具有更高的WUE、ABA含量,并且气孔开张度较低。过表达株系在长期中度干旱中氨基酸含量上升(如脯氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸含量)。同时,过表达株系中的抗氧化物酶活性显着高于WT,而ROS含量较低。以上结果表明,过表达MdTyDC能够通过提高内源多巴胺含量,保持较高的光合能力、WUE、抗氧化物酶活性并增加了氨基酸含量,从而提高了苹果的抗旱性。2.以MdTyDC过表达苹果幼苗和过表达/干扰苹果‘王林’愈伤组织为试材,研究了MdTyDC在盐胁迫中的调控功能。试验结果表明,过表达MdTyDC提高了苹果叶片和愈伤组织中多巴胺的含量,而愈伤组织干扰株系中的多巴胺含量低于WT。在150 m M盐胁迫下,与WT相比,苹果过表达MdTyDC(OE)能够提高株高、茎粗等生长指标,过表达株系有较高的光合能力和叶绿素含量。与WT相比,过表达株系有较少的H2O2和O2.-含量,DAB和NBT染色也验证了这一结果。同时,MdTyDC过表达植株在盐胁迫下具有更高的抗氧化物酶的活性。与WT相比,过表达MdTyDC叶片和根系中积累了较低的钠离子含量和较高的钾离子含量。另外,调节离子平衡相关基因在过表达株系中显着上调且高于WT。对MdTyDC过表达和干扰的愈伤组织进行了盐胁迫处理,试验结果表明,过表达MdTyDC能够提高苹果愈伤组织的鲜重和脯氨酸含量,降低了丙二醛的含量。而干扰的愈伤组织中却有较低的鲜重和脯氨酸含量以及较高的丙二醛含量。以上结果表明,过表达MdTyDC能够提高苹果多巴胺含量,提高了植株的抗氧化能力,并且维持钠离子和钾离子的平衡,从而提高了苹果植株的耐盐性。3.转录因子MdbHLH93能够正向调控MdTyDC对干旱胁迫的响应。对MdTyDC启动子序列进行预测发现,有3个E-box的结合位点,而E-Box顺式作用元件是转录因子b HLH的结合位点。对包含E-box顺式作用元件的启动子序列为诱饵进行酵母单杂交筛选,筛到了潜在的E-box结合蛋白b HLH转录因子MdbHLH93。通过酵母单杂交(Yeast one-hybrid)、凝胶迁移率实验(Electrophoretic Mobility Shift Assay,EMSA)和萤光素酶(Luciferase)活性实验证明了MdbHLH93能够结合在MdTyDC启动子的E-box元件上。4.过表达MdbHLH93或MdTyDC能够提高转基因植株的抗旱性。通过分别构建MdbHLH93和MdTyDC的过表达和干扰载体,用发根农杆菌法侵染GL-3,用获得的转基因根系进行了短期干旱处理。试验结果表明:与WT相比,过表达MdbHLH93和MdTyDC均能提高苹果的抗旱性,主要体现在过表达植株有较好的根系生长构型指标(如总根长、表面积等)和根系活力,同时地上部有较高的Pn和Fv/Fm值。与此相反,MdbHLH93和MdTyDC干扰株系与WT相比,根系生长指标差,且地上部分生长指标也低于WT,抗旱能力低于WT。基于MdTyDC过表达的稳转转基因苗,本研究用发根农杆菌法将MdbHLH93在MdTyDC-OE株系根系中过表达,获得了MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的转基因根系。短期干旱处理后,与WT和MdTyDC过表达株系相比,MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转苹果植株的抗旱能力更强,主要表现在根系生长指标较好,叶片的Pn和Fv/Fm更高。对转基因株系中的多巴胺含量进行检测,发现MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的转基因植株根系中的多巴胺含量高于MdTyDC过表达植株(约1.5倍),且显着高于WT(约4倍);MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的植株中MdTyDC表达量也显着高于MdTyDC过表达的株系和WT,其中,WT中MdTyDC的表达量最低。另外,MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的植株根系在干旱中的ROS含量较低,抗氧化物酶活性显着高于WT。与WT相比,MdTyDC-OE和MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转转基因植株在干旱中维持了较高的渗透物质含量,尤其是脯氨酸含量。与WT相比,MdTyDC过表达植株根系中的IAA含量在短期干旱中维持了较高的水平,而以MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的根系中的IAA含量最高。短期干旱处理后,MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的根系中ABA和Me JA的含量也显着高于WT,从而增加了转基因苹果植株对短期干旱的抗性。
赵双[10](2021)在《苹果MdHB-7和MdHB7-like在抗旱耐盐中的功能及其机制研究》文中进行了进一步梳理苹果是全世界最重要的水果之一,中国是全球最大的苹果生产国和消费国。黄土高原是我国苹果的最佳优生区和最大的主产区,但干旱缺水和土壤盐碱化是影响该地区苹果产业可持续发展的主要因子。Homeodomain–leucine Zipper(HD-Zip)转录因子在植物抗旱耐盐中具有重要调控作用,但其在苹果干旱和盐胁迫应答中的功能尚不清楚。本课题组前期研究发现,部分HD-Zip家族基因在苹果长期干旱下转录组中表达显着上调。因此,本研究首先从全基因组范围对苹果HD-Zip家族成员进行鉴定,并筛选出两个显着响应干旱和盐胁迫的基因MdHB-7和MdHB7-like。随后通过苹果遗传转化及相关生理和分子技术,系统分析了MdHB-7和MdHB7-like在苹果响应干旱和盐胁迫中功能及相关分子机制。主要结果如下:1.苹果HD-Zip基因家族的鉴定。从苹果基因组中共鉴定59个HD-Zip家族成员,且均含有HD和Zip保守结构域。生物信息学分析表明该家族可分为4个亚家族,片段复制促进了HD-Zip家族的扩展。转录组分析发现,在长期中度干旱过程中MdHB-7和MdHB7-like表达显着上调。启动子克隆和序列分析发现MdHB-7和MdHB7-like启动子包含多个逆境响应的顺式作用元件。表达分析发现,苹果叶片中的MdHB-7和MdHB7-like表达受干旱、盐及ABA处理诱导,表明这两个基因可能在苹果的胁迫响应过程中发挥重要作用。基因特征分析发现MdHB-7和MdHB7-like蛋白均为核定位的转录激活因子。2.MdHB-7正调控苹果植株的干旱耐受性和水分利用效率。通过苹果遗传转化技术共获得了两个MdHB-7过表达和两个RNAi干扰的转基因苹果植株。短期干旱处理发现,在正常条件下,GL-3(非转基因苹果植株)和转基因植株之间的生长状况及生理指标无显着差异。而在干旱处理下,过表达转基因植株叶片萎蔫程度较GL-3和干扰植株轻。MdHB-7通过促进干旱引起的内源性ABA积累,诱导气孔关闭和活性氧(ROS)清除来提高转基因植株的耐旱性。MdHB-7过表达还增强了转基因植株对长期干旱的适应性,并提高了长期中度干旱下苹果植株的水分利用效率。3.MdHB7-like正调控苹果植株的干旱耐受性和水分利用效率。通过苹果遗传转化技术共获得了两个MdHB7-like过表达和两个RNAi干扰的的转基因苹果植株,并进行短期干旱处理。研究分析发现MdHB7-like过表达对干旱的耐受性增强,而干扰植株对干旱更敏感。进一步分析表明,MdHB7-like通过负调节气孔发育正调控基因(Md EPFL9.1和Md EPFL9.2)的表达降低气孔密度;且促进干旱引起的内源性ABA积累诱导气孔关闭;还通过促进抗氧化酶的表达来激活抗氧化系统来清除活性氧(ROS),进而提高了转基因植物的耐旱性。MdHB7-like通过降低气孔密度提高了对长期中度干旱的适应性和水分利用效率。4.MdHB-7和MdHB7-like在苹果盐胁迫中起正调控作用。对转基因苹果植株在水培系统和土壤中进行了Na Cl处理。结果表明,MdHB-7和MdHB7-like过表达转基因苹果植株的耐盐性增强。在盐胁迫下,MdHB-7和MdHB7-like通过维持较高的光合速率、减少ROS和Na+的积累以及促进脯氨酸的积累,从而增强转基因植株对盐胁迫的耐受性。
二、转基因苹果研究进展(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、转基因苹果研究进展(论文提纲范文)
(1)F-box蛋白MdAMR1L1调控苹果抗坏血酸含量的分子机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 Asc功能 |
1.1.1 Asc对植物的重要性 |
1.1.2 抗坏血酸对人体的重要性 |
1.2 Asc生物合成与再生途径 |
1.2.1 Asc生物合成 |
1.2.2 Asc再生 |
1.3 Asc生物合成调控 |
1.3.1 合成相关基因调控Asc的生物合成 |
1.3.2 其他基因调控Asc的生物合成 |
1.3.3 Asc的反馈调节 |
1.3.4 茉莉酸对Asc合成的调控 |
1.3.5 光对Asc水平的调控 |
1.4 苹果Asc的合成调控及其功能 |
1.4.1 Asc合成与调控 |
1.4.2 Asc与采后贮藏期果实品质的关系 |
1.5 本研究的目的与意义 |
第二章 MdAMR1L1通过负调控MdGMP1蛋白水平抑制苹果Asc的合成 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 抗坏血酸含量测定 |
2.1.3 RNA提取及RT-qPCR检测 |
2.1.4 苹果“王林”果肉愈伤的稳定转化 |
2.1.5 免疫沉淀及质谱分析(IP-MS/MS Assay) |
2.1.6 酵母双杂交实验(Y2H Assay) |
2.1.7 免疫共沉淀实验(Co-IP Assay) |
2.1.8 蛋白泛素化及降解分析 |
2.1.9 GMP酶活力及GDP-D-Man含量测定 |
2.1.10 数据统计与分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 MdAMR1L1转基因苹果的验证 |
2.2.2 MdAMR1L1转基因苹果叶片中Asc合成与再生相关基因表达的变化 |
2.2.3 F-box蛋白MdAMR1L1可能与Asc合成催化酶MdGMP1互作 |
2.2.4 MdAMR1L1转基因苹果中Asc含量与MdGMP1蛋白丰度有关 |
2.2.5 MdAMR1L1 蛋白与MdGMP1 蛋白互作负调控MdGMP1 蛋白水平 |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
第三章 转录因子MdERF98正调控MdGMP1的转录并参与Asc合成的反馈调节 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 MdERF98基因克隆与序列比对 |
3.1.2 MdERF98酵母自激活分析 |
3.1.3 MdERF98亚细胞定位 |
3.1.4 苹果“王林”果肉愈伤的稳定转化 |
3.1.5 苹果叶片遗传转化 |
3.1.6 RNA提取及RT-qPCR检测 |
3.1.7 双荧光素酶报告实验(Luciferase) |
3.1.8 染色质免疫共沉淀(CH-IP) |
3.1.9 凝胶电泳迁移率分析(EMSA) |
3.1.10 GUS染色及活性测定 |
3.1.11 H_2O_2浓度测定 |
3.1.12 氧化胁迫实验 |
3.1.13 数据统计与分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 MdERF98基因的克隆与测序分析 |
3.2.2 MdERF98酵母转录自激活及亚细胞定位 |
3.2.3 MdERF98与MdGMP1互作验证 |
3.2.4 MdERF98正调控苹果Asc的合成 |
3.2.5 MdAMR1L1-OE苹果株系中MdGMP1 表达上调与MdERF98 表达有关 |
3.2.6 MdERF98启动子活性响应外源Asc浓度变化的分析 |
3.2.7 MdERF98启动子活性响应内源Asc浓度变化的分析 |
3.2.8 氧化胁迫对苹果Asc积累及MdERF98基因表达的影响 |
3.3 讨论 |
3.3.1 MdERF98通过L-Gal途径调控苹果Asc的生物合成 |
3.3.2 MdERF98基因表达受苹果Asc含量的反馈调节 |
3.3.3 ROS信号传导参与MdERF98介导的Asc反馈调节 |
3.4 小结 |
第四章 转录因子MdMYC2L-6900与MdERF98和MdGMP1基因表达及苹果Asc合成的关系研究 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 MdMYC2L-6900酵母自激活分析 |
4.1.2 MdMYC2L-6900亚细胞定位 |
4.1.3 RNA提取及RT-qPCR检测 |
4.1.4 MdMYC2L-6900基因克隆、序列比对及蛋白系统进化分析 |
4.1.5 酵母单杂交(Y1H Assay) |
4.1.6 双荧光素酶报告实验 |
4.1.7 CH-IP-PCR分析 |
4.1.8 GUS染色及活性分析 |
4.1.9 甲基茉莉酸(Me JA)处理 |
4.1.10 黑暗处理 |
4.1.11 苹果组培苗瞬时转化 |
4.1.12 Asc含量测定 |
4.1.13 氧化胁迫处理 |
4.1.14 数据统计与分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 过表达MdAMR1L1促进bHlH型转录因子MdMYC2L-6900 mRNA水平的上调 |
4.2.2 MdMYC2L-6900蛋白系统进化分析 |
4.2.3 过表达MdAMR1L1降低苹果叶片中JA含量 |
4.2.4 MdMYC2L-6900对MdERF98和MdGMP1基因表达的调控 |
4.2.5 MdMYC2L-6900基因的表达不受外源甲基茉莉酸(MeJA)的影响 |
4.2.6 光抑制黑暗诱导苹果叶片中MdMYC2L-6900基因的表达 |
4.2.7 果实发育过程中MdMYC2L-6900和MdGMP1基因的mRNA水平负相关 |
4.2.8 MdMYC2L-6900负调控苹果Asc的合成 |
4.2.9 MdMYC2L-6900参与光调控苹果Asc的合成 |
4.3 讨论 |
4.3.1 MdMYC2L-6900负调控MdGMP1的转录 |
4.3.2 MdMYC2L-6900参与光调控苹果Asc的合成 |
4.4 小结 |
第五章 结论与创新点 |
5.1 结论 |
5.2 创新点 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(2)苹果C2H2型锌指蛋白MdZAT10调控叶片衰老和干旱胁迫的机理研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 前言 |
1.1 叶片衰老 |
1.1.1 叶片衰老的特征 |
1.1.2 影响叶片衰老的因素 |
1.1.2.1 叶龄与生殖发育 |
1.1.2.2 植物激素与叶片衰老 |
1.1.2.3 茉莉酸信号通路与叶片衰老 |
1.1.2.4 环境因素与叶片衰老 |
1.1.3 苹果与叶片衰老 |
1.2 植物C2H2 型锌指蛋白 |
1.2.1 植物C2H2 型锌指蛋白的研究进展 |
1.2.2 植物C2H2 型锌指蛋白的功能 |
1.3 BTB-TAZ蛋白 |
1.3.1 泛素连接酶复合体 |
1.3.2 BTB-TAZ蛋白的功能 |
1.4 bZIP转录因子 |
1.4.1 bZIP转录因子简介 |
1.4.2 ABI5 的研究进展 |
1.5 干旱胁迫 |
1.5.1 植物与干旱胁迫 |
1.5.2 转录因子在干旱胁迫中的作用 |
1.5.3 干旱胁迫与ABA |
1.6 研究目的及意义 |
2 材料和方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 菌株 |
2.1.3 载体 |
2.1.4 试剂和药品 |
2.1.5 引物 |
2.1.6 培养基配方 |
2.1.7 抗生素 |
2.1.8 溶液和缓冲液 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 基因的克隆 |
2.2.2 PCR产物回收 |
2.2.3 连接反应 |
2.2.4 大肠杆菌感受态细胞的转化 |
2.2.5 质粒的提取 |
2.2.6 质粒DNA的酶切 |
2.2.7 表达载体的构建 |
2.2.7.1 过量表达载体的构建 |
2.2.7.2 抑制表达载体的构建 |
2.2.7.3 原核表达载体的构建 |
2.2.7.4 酵母双杂载体的构建 |
2.2.8 农杆菌转化 |
2.2.9 植物材料的遗传转化 |
2.2.9.1 拟南芥的遗传转化 |
2.2.9.2 苹果愈伤组织的遗传转化 |
2.2.9.3 苹果苗的遗传转化 |
2.2.9.4 苹果叶片瞬时转化 |
2.2.10 植物基因组DNA的提取 |
2.2.11 植物总RNA的提取 |
2.2.12 cDNA的反转录 |
2.2.13 植物总蛋白的提取 |
2.2.14 酵母双杂交 |
2.2.14.1 试剂的配制 |
2.2.14.2 酵母双杂交步骤 |
2.2.16 双分子荧光互补(BiFC)实验 |
2.2.17 蛋白相关的实验技术 |
2.2.17.1 原核诱导蛋白 |
2.2.17.2 原核诱导蛋白的变性和复性 |
2.2.17.3 Pull-down实验 |
2.2.17.4 聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE) |
2.2.18 蛋白免疫印迹(Western blotting) |
2.2.18.1 转膜 |
2.2.18.2 洗膜和显影 |
2.2.19 Co-IP免疫共沉淀 |
2.2.20 蛋白泛素化 |
2.2.21 蛋白体外降解实验 |
2.2.22 GUS组织化学染色 |
2.2.23 丙二醛含量测定 |
2.2.24 叶绿素含量、Fv/Fm和离子泄漏率的测定 |
2.2.25 过氧化氢(H_2O_2)含量和O_2~-产生速率测定 |
2.2.26 抗氧化酶活性检测 |
2.2.27 DAB染色 |
2.2.28 NBT染色 |
3 结果与分析 |
3.1 MdZAT10 调控苹果叶片衰老 |
3.1.1 MdZAT10 的表达模式和亚细胞定位 |
3.1.2 MdZAT10 促进苹果叶片衰老 |
3.1.3 MdZAT10与MdABI5 互作 |
3.1.4 MdABI5 正调控苹果叶片衰老 |
3.1.5 MdZAT10 促进MdABI5 介导的叶片衰老 |
3.1.6 MdZAT10 促进JA诱导的苹果叶片衰老 |
3.1.7 MdZAT10与MdBT2 互作 |
3.1.8 MdBT2 促进MdZAT10 泛素化降解 |
3.1.9 MdBT2 抑制JA诱导的苹果叶片衰老 |
3.1.10 MdBT2 负调控MdZAT10 介导的叶片衰老 |
3.2 MdZAT10 影响植株干旱抗性 |
3.2.1 MdZAT10 响应不同逆境胁迫和激素处理 |
3.2.2 过表达MdZAT10 降低植株对干旱的抗性 |
3.2.3 过表达MdZAT10 增加苹果愈伤组织对PEG6000 的敏感性 |
3.2.4 过表达MdZAT10 降低拟南芥的干旱抗性 |
3.2.5 MdZAT10 转基因拟南芥降低活性氧的清除 |
4 讨论 |
4.1 MdZAT10 促进茉莉酸介导的叶片衰老 |
4.2 MdZAT10 促进MdABI5 介导的叶片衰老 |
4.3 MdBT2 抑制MdZAT10 介导的叶片衰老 |
4.4 MdZAT10 负调控苹果干旱抗性 |
5 结论 |
6 参考文献 |
7 附录 |
8 致谢 |
9 攻读学位期间发表的学术论文 |
(3)MdVQ37基因响应苹果腐烂病菌侵染的功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 苹果树腐烂病概述 |
1.1.1 苹果树腐烂病发病症状 |
1.1.2 苹果腐烂病菌概况 |
1.1.3 苹果抗腐烂病机制研究 |
1.2 水杨酸在植物防御反应中的作用 |
1.2.1 水杨酸与植物抗病性 |
1.2.2 水杨酸诱导植物抗病作用机制 |
1.3 植物中VQ蛋白的研究进展 |
1.3.1 VQ蛋白在植物生长发育中的作用 |
1.3.2 VQ蛋白在植物响应非生物胁迫中的作用 |
1.3.3 VQ蛋白在植物响应生物胁迫中的作用 |
1.4 本研究的目的与意义 |
第二章 苹果MdVQs基因的表达分析 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 真菌材料 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 逆境处理 |
2.2.2 总RNA提取与qRT-PCR |
2.2.3 数据处理与表达分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 MdVQs基因响应SA的表达分析 |
2.3.2 MdVQs基因响应JA的表达分析 |
2.3.3 MdVQ37 基因响应苹果腐烂病菌表达模式分析 |
2.4 讨论与小结 |
2.4.1 讨论 |
2.4.2 小结 |
第三章 过表达MdVQ37 转基因苹果植株在腐烂病菌侵染下的抗性分析 |
3.1 试验材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 真菌材料 |
3.2 腐烂病菌接种 |
3.3 相关指标的测定 |
3.3.1 叶片组织结构显微观察 |
3.3.2 H_2O_2含量测定 |
3.3.3 台盼蓝染色 |
3.3.4 SOD、POD、CAT、PPO、PAL活性测定 |
3.3.5 几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性测定 |
3.3.6 SA的测定 |
3.3.7 2,5-DHAB的测定 |
3.3.8 总RNA提取与qRT-PCR |
3.3.9 数据统计分析 |
3.4 转录组测序 |
3.4.1 cDNA文库构建 |
3.4.2 测序数据分析 |
3.5 结果与分析 |
3.5.1 过表达MdVQ37 转基因苹果植株腐烂病抗性分析 |
3.5.2 过表达MdVQ37 对转基因苹果植株枝条H_20_2含量以及防御相关酶活性的影响 |
3.5.3 过表达MdVQ37 对转基因苹果植株枝条病程相关酶活性的影响 |
3.5.4 过表达MdVQ37 转基因苹果植株叶片组织结构特征分析 |
3.5.5 过表达MdVQ37 转基因苹果植株叶片的转录组分析 |
3.5.6 过表达MdVQ37 对苹果叶片SA的影响 |
3.6 讨论与小结 |
3.6.1 讨论 |
3.6.2 小结 |
第四章 结论和创新点 |
4.1 结论 |
4.2 创新点 |
参考文献 |
附录 |
缩略词 |
致谢 |
个人简历 |
(4)苹果MYB家族基因MdMYB48在干旱胁迫下的功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 干旱胁迫对植物的影响 |
1.2 植物对干旱胁迫的响应 |
1.3 苹果抗旱机理研究进展 |
1.4 植物MYB转录因子 |
1.4.1 MYB转录因子结构特征及分类 |
1.4.2 植物MYB转录因子的功能 |
1.5 研究的目的和意义 |
第二章 苹果MdMYB48 基因克隆与特征分析 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 载体和菌株 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 生物信息学分析 |
2.2.2 植物材料处理 |
2.2.3 基因克隆 |
2.2.4 实时荧光定量PCR |
2.2.5 载体构建 |
2.2.6 亚细胞定位 |
2.2.7 酵母双杂交 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 MdMYB48 基因克隆与序列分析 |
2.3.2 MdMYB48 基因保守域分析 |
2.3.3 启动子顺式作用元件分析 |
2.3.4 亚细胞定位分析 |
2.3.5 MdMYB48 的转录激活活性分析 |
2.3.6 MdMYB48 的组织表达及胁迫诱导表达分析 |
2.4 讨论与小结 |
2.4.1 讨论 |
2.4.2 小结 |
第三章 MdMYB48 在转基因拟南芥中的抗旱功能分析 |
3.1 试验材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 载体和菌株 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 载体构建 |
3.2.2 拟南芥的遗传转化 |
3.2.3 拟南芥种子萌发试验 |
3.2.4 拟南芥幼苗的渗透胁迫及ABA处理 |
3.2.5 拟南芥成苗的短期干旱处理 |
3.2.6 脯氨酸和丙二醛含量的测定 |
3.2.7 相对电导率的测定 |
3.2.8 活性氧组织化学染色 |
3.2.9 干旱相关及ABA通路相关基因表达分析 |
3.2.10 数据统计分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 转基因拟南芥的鉴定 |
3.3.2 渗透胁迫及ABA处理下MdMYB48 转基因拟南芥种子萌发比较分析 |
3.3.3 渗透胁迫及ABA处理下MdMYB48 转基因拟南芥幼苗表型分析 |
3.3.4 干旱胁迫下MdMYB48 转基因拟南芥成苗抗旱性分析 |
3.4 讨论与小结 |
3.4.1 讨论 |
3.4.2 小结 |
第四章 MdMYB48 在苹果响应渗透及干旱胁迫下的功能分析 |
4.1 试验材料 |
4.1.1 植物材料 |
4.1.2 所用载体和菌株 |
4.2 试验方法 |
4.2.1 载体构建 |
4.2.2 遗传转化 |
4.2.3 苹果材料的处理 |
4.2.4 脯氨酸和丙二醛含量的测定 |
4.2.5 基因表达分析 |
4.2.6 数据统计分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 苹果愈伤组织的鉴定 |
4.3.2 渗透胁迫和ABA处理下MdMYB48 转基因苹果愈伤表型及生理指标分析 |
4.3.4 渗透胁迫下MdMYB48 转基因愈伤胁迫响应基因转录表达 |
4.3.5 根系过表达MdMYB48 转基因苹果材料的鉴定 |
4.3.6 转基因苹果材料的根系表型分析 |
4.3.7 根部过表达MdMYB48 降低苹果植株的抗旱性 |
4.3.8 干旱胁迫和ABA信号通路相关基因的表达分析 |
4.4 讨论与小结 |
4.4.1 讨论 |
4.4.2 小结 |
第五章 结论和主要创新点 |
5.1 结论 |
5.2 主要创新点 |
参考文献 |
附录 |
缩略词 |
致谢 |
个人简历 |
(5)苹果MdHB7在应答炭疽叶枯病菌和腐烂病菌侵染中的功能鉴定(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 苹果真菌病害的发生、危害与防治 |
1.1.1 苹果炭疽叶枯病 |
1.1.2 苹果腐烂病 |
1.2 植物抗病机制 |
1.2.1 植物免疫系统 |
1.2.2 植物防卫信号途径 |
1.2.3 酚类物质 |
1.2.4 活性氧 |
1.2.5 抗病相关蛋白 |
1.3 HD-Zip转录因子研究概况 |
1.3.1 HD-Zip转录因子的分类 |
1.3.2 HD-Zip基因家族的鉴定 |
1.3.3 HD-Zip转录因子响应逆境胁迫的功能 |
1.4 本研究的目的和意义 |
第二章 苹果MdHB7 在响应炭疽叶枯病菌侵染中的功能 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 苹果炭疽病菌的培养、侵染、抗性评价和样品采集 |
2.1.3 MdHB7 基因表达分析 |
2.1.4 外源ABA处理 |
2.1.5 激素的提取与测定 |
2.1.6 酚类物质的提取与测定 |
2.1.7 过氧化氢含量及抗氧化酶活性测定 |
2.1.8 苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶活性测定 |
2.1.9 几丁质酶和β-1,3 葡聚糖酶活性测定 |
2.1.10 数据处理与分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 苹果MdHB7 响应炭疽叶枯病菌侵染的表达模式分析 |
2.2.2 苹果MdHB7 转基因植株对炭疽叶枯病菌侵染的抗性分析 |
2.2.3 苹果MdHB7 转基因植株炭疽叶枯病抗性与水杨酸关系分析 |
2.2.4 苹果MdHB7 转基因植株炭疽叶枯病抗性与脱落酸关系分析 |
2.2.5 苹果MdHB7 转基因植株炭疽叶枯病抗性与酚类物质含量关系分析 |
2.2.6 苹果MdHB7 转基因植株炭疽叶枯病抗性与H_2O_2含量与抗氧化酶活性关系分析 |
2.2.7 苹果MdHB7 转基因植株炭疽叶枯病抗性与病程相关酶活性关系分析. |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
第三章 苹果MdHB7 在响应腐烂病菌侵染中的功能 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 苹果腐烂菌的培养、侵染及评价试验 |
3.1.3 RNA提取和RT-q PCR |
3.1.4 外源处理苹果‘GL3’试验 |
3.1.5 激素的提取与测定 |
3.1.6 酚类物质的提取与测定 |
3.1.7 过氧化氢含量测定 |
3.1.8 几丁质酶和β-1,3 葡聚糖酶活性测定 |
3.1.9 数据处理与分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 苹果MdHB7 响应腐烂病菌侵染的表达模式分析 |
3.2.2 苹果MdHB7 响应腐烂病菌侵染的表型鉴定 |
3.2.3 MdHB7 调控苹果植株腐烂病抗性与水杨酸的关系分析 |
3.2.4 MdHB7 调控苹果植株腐烂病抗性与酚类物质关系分析 |
3.2.5 MdHB7 调控苹果植株腐烂病抗性与H_2O_2含量的关系分析 |
3.2.6 MdHB7 调控苹果植株腐烂病抗性与几丁质酶和β-1,3 葡聚糖酶的关系分析 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 结论与创新点 |
4.1 结论 |
4.2 创新点 |
参考文献 |
附录 |
主要符号对照表 |
致谢 |
个人简历 |
(6)苹果MdBT2蛋白应答硝酸盐调控植株生长和花青苷积累的研究(论文提纲范文)
中英文缩略表 |
中文摘要 |
abstract |
1 前言 |
1.1 植物与氮 |
1.1.1 氮的作用 |
1.1.2 硝酸盐的吸收和同化过程 |
1.1.3 硝酸盐的信号转导途径 |
1.1.3.1 NRT1.1(CHL1/NPF6.3) |
1.1.3.2 钙信号调控氮素吸收利用 |
1.1.3.3 转录因子 |
1.1.4 硝酸盐与植物激素的相互作用 |
1.1.4.1 硝酸盐信号与CTK信号传导途径 |
1.1.4.2 硝酸盐信号与IAA信号传导途径 |
1.1.4.3 硝酸盐信号与ABA信号传导途径 |
1.1.4.4 硝酸盐信号与GA信号传导途径 |
1.2 BTB-TAZ蛋白 |
1.2.1 泛素连接酶复合体 |
1.2.2 BTB-TAZ蛋白研究进展 |
1.2.3 BTB-TAZ蛋白的功能 |
1.2.3.1 BTB-TAZ蛋白调节植物碳氮信号 |
1.2.3.2 BTB-TAZ蛋白调节激素和环境信号 |
1.3 GA信号 |
1.3.1 GA的合成 |
1.3.2 GA的信号转导 |
1.3.2.1 DELLA蛋白 |
1.3.2.2 GA-GID1-DELLA机制 |
1.3.3 DELLA蛋白的功能 |
1.4 花青苷 |
1.4.1 花青苷简介 |
1.4.2 花青苷的合成 |
1.4.3 MBW复合体参与花青苷合成 |
1.4.3.1 MYB转录因子 |
1.4.3.2 bHLH转录因子 |
1.4.3.3 WD40蛋白 |
1.4.4 调控花青苷合成的因素 |
1.4.4.1 外部因素 |
1.4.4.2 糖和激素 |
1.5 14-3-3蛋白 |
1.5.1 14-3-3蛋白的研究进展 |
1.5.2 14-3-3蛋白的功能 |
1.6 目的和意义 |
2 材料和方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 菌株 |
2.1.3 载体 |
2.1.4 试剂和药品 |
2.1.5 引物 |
2.1.6 培养基配方 |
2.1.7 抗生素 |
2.1.8 溶液和缓冲液 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 基因的克隆 |
2.2.2 PCR产物回收 |
2.2.3 连接反应 |
2.2.4 大肠杆菌感受态细胞的转化 |
2.2.5 质粒的提取 |
2.2.6 质粒DNA的酶切反应 |
2.2.7 表达载体的构建 |
2.2.7.1 MdBT2、MdRGL3a和 MdGRF11等过表达载体的构建 |
2.2.7.2 MdBT2和MdGRF11 抑制表达载体的构建 |
2.2.8 农杆菌感受态细胞的转化 |
2.2.9 植物材料的遗传转化 |
2.2.9.1 拟南芥的转化 |
2.2.9.2 苹果愈伤组织的转化 |
2.2.9.3 苹果的遗传转化 |
2.2.9.4 烟草叶片的瞬时转化 |
2.2.9.5 苹果叶片的瞬时转化 |
2.2.9.6 苹果果实的瞬时注射 |
2.2.10 植物基因组DNA的提取 |
2.2.11 植物总RNA的提取 |
2.2.12 cDNA的反转录 |
2.2.13 RT-qPCR |
2.2.14 植物总蛋白的提取 |
2.2.15 酵母双杂实验 |
2.2.15.1 试剂的配制 |
2.2.15.2 酵母双杂步骤 |
2.2.16 蛋白相关的实验技术 |
2.2.16.1 原核诱导蛋白 |
2.2.16.2 原核诱导蛋白的变性与复性 |
2.2.16.3 蛋白的纯化 |
2.2.16.4 Pull-down实验 |
2.2.16.5 聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE) |
2.2.17 蛋白免疫印迹(Western blotting) |
2.2.17.1 转膜 |
2.2.17.2 洗膜和显影 |
2.2.18 Co-IP免疫共沉淀 |
2.2.19 蛋白体内泛素化检测 |
2.2.20 蛋白降解实验 |
2.2.20.1 蛋白体内降解实验 |
2.2.20.2 蛋白体外降解实验 |
2.2.21 花青苷含量的测定 |
2.2.22 GUS组织化学染色 |
2.2.23 硝酸盐含量的测定 |
2.2.23.1 试剂配制 |
2.2.23.2 测定方法 |
2.2.24 硝酸还原酶活性的测定 |
2.2.24.1 试剂配制 |
2.2.24.2 测定方法 |
3 结果与分析 |
3.1 MdBT2响应硝酸盐调控植株生长 |
3.1.1 GA途径参与硝酸盐诱导的植株生长 |
3.1.2 MdBT2参与硝酸盐诱导的植株生长 |
3.1.3 MdBT2与DELLA蛋白MdRGL3a互作 |
3.1.4 MdBT2促进MdRGL3a蛋白的泛素化和降解 |
3.1.5 硝酸盐影响MdBT2对MdRGL3a的泛素化和降解 |
3.1.6 MdBT2介导的MdRGL3a的降解不依赖于GA途径 |
3.1.7 MdBT2负调控MdRGL3a介导的生长抑制 |
3.2 MdGRF11与MdBT2互作调控花青苷的积累 |
3.2.1 MdBT2负调控花青苷的积累 |
3.2.2 硝酸盐缺乏负调控MdBT2的表达 |
3.2.3 MdGRF11与MdBT2互作 |
3.2.4 硝酸盐缺乏正调控MdGRF11的表达 |
3.2.5 MdGRF11促进硝酸盐缺乏诱导的花青苷积累 |
3.2.6 MdGRF11促进MdBT2蛋白的泛素化和降解 |
3.2.7 MdGRF11负调控MdBT2介导的花青苷积累 |
4 讨论 |
4.1 MdBT2调控硝酸盐诱导的植株生长 |
4.2 MdBT2负调控MdRGL3a介导的生长抑制 |
4.3 硝酸盐缺乏负调控MdBT2的表达 |
4.4 MdGRF11正调控花青苷的合成 |
4.5 MdGRF11抑制MdBT2介导的花青苷积累 |
5 结论 |
6 参考文献 |
7 附录 |
8 致谢 |
9 攻读学位期间发表的学术论文 |
(7)苹果硝态氮应答基因MdBT2调控苹果酸积累的机理研究(论文提纲范文)
中英文缩略表 |
中文摘要 |
abstract |
1 前言 |
1.1 苹果酸的相关研究 |
1.1.1 苹果酸在植物体中的功能 |
1.1.2 苹果酸的合成与降解 |
1.1.3 苹果酸的运输 |
1.1.3.1 液泡型质子泵 |
1.1.3.2 苹果酸转运蛋白 |
1.1.4 苹果酸的转录调控 |
1.1.5 外界环境因子对植物体内苹果酸积累的影响 |
1.2 土壤中氮素的形态和功能 |
1.2.1 氮素的功能 |
1.2.2 氮素的形态 |
1.2.2.1 植物吸收转运硝态氮 |
1.2.2.2 植物吸收转化铵态氮 |
1.2.2.3 硝态氮和铵态氮的同化 |
1.2.2.4 硝态氮的信号途径 |
1.3 BTB-TAZ蛋白相关研究 |
1.3.1 BTB-TAZ蛋白简介 |
1.3.2 BT2 蛋白与激素和外界环境因子 |
1.3.2.1 BT2蛋白与激素 |
1.3.2.2 BT2蛋白与外界环境因子 |
1.4 泛素化修饰 |
1.4.1 泛素化修饰简介 |
1.4.2 泛素化修饰调控植物的生长发育 |
1.5 研究内容及意义 |
2 材料和方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 菌株 |
2.1.3 载体 |
2.1.4 试剂和药品 |
2.1.5 引物 |
2.1.6 培养基配方 |
2.1.7 溶液与缓冲液 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 植物RNA的提取 |
2.2.2 RNA浓度检测 |
2.2.3 cDNA反转录 |
2.2.4 基因克隆 |
2.2.5 PCR产物回收 |
2.2.6 连接 |
2.2.7 转化大肠杆菌 |
2.2.8 质粒的提取 |
2.2.9 测序 |
2.2.10 质粒的酶切 |
2.2.11 植物表达载体的构建 |
2.2.11.1 过量表达载体的构建 |
2.2.11.2 沉默载体的构建 |
2.2.11.3 启动子载体的构建 |
2.2.12 原核表达载体的构建 |
2.2.13 酵母双杂交载体的构建 |
2.2.14 农杆菌转化 |
2.2.15 植物材料的遗传转化 |
2.2.15.1 愈伤组织的遗传转化 |
2.2.15.2 苹果苗的遗传转化 |
2.2.15.3 苹果果实的瞬时注射 |
2.2.16 GUS染色 |
2.2.17 植物DNA的提取 |
2.2.18 苹果酸含量的测定 |
2.2.19 质子泵活性的测定 |
2.2.19.1 液泡膜的提取 |
2.2.19.2 质子泵水解活性的测定 |
2.2.19.3 质子泵H~+转运活性的测定 |
2.2.20 液泡pH的测定 |
2.2.20.1 原生质体的分离 |
2.2.20.2 液泡pH的测定 |
2.2.21 植物蛋白的提取 |
2.2.22 原核蛋白的诱导和纯化 |
2.2.22.1 原核蛋白的诱导 |
2.2.22.2 原核蛋白的纯化 |
2.2.23 聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE) |
2.2.24 蛋白免疫印迹(Western blotting) |
2.2.25 酵母双杂(Y2H) |
2.2.26 Pull-down |
2.2.27 双分子荧光互补(BiFC) |
2.2.28 免疫共沉淀(Co-IP) |
2.2.29 蛋白体外降解实验 |
2.2.30 蛋白体外泛素化检测 |
2.2.31 蛋白体内泛素化检测 |
3 结果与分析 |
3.1 高浓度的硝态氮抑制苹果酸的积累 |
3.2 硝态氮应答基因MdBT2参与调控苹果中苹果酸的积累 |
3.2.1 硝态氮促进MdBT2的表达水平 |
3.2.2 MdBT2参与调控苹果酸的积累 |
3.2.3 MdBT2响应硝态氮信号调控苹果酸的积累 |
3.3 MdBT2与MdCIbHLH1互作 |
3.4 MdCIbHLH1促进苹果中苹果酸的积累 |
3.5 MdBT2泛素化降解MdCIbHLH1 |
3.5.1 MdBT2影响MdCIbHLH1蛋白的稳定性 |
3.5.2 MdBT2参与MdCIbHLH1蛋白的泛素化降解 |
3.6 硝态氮参与调控MdBT2介导的MdCIbHLH1蛋白稳定性 |
3.6.1 硝态氮促进MdCIbHLH1蛋白的降解 |
3.6.2 硝态氮促进MdBT2蛋白对MdCIbHLH1蛋白的泛素化降解 |
3.7 MdBT2通过MdCIbHLH1调节苹果酸的积累 |
3.7.1 MdBT2通过MdCIbHLH1调控苹果酸的积累 |
3.7.2 MdBT2通过MdCIbHLH1响应硝态氮信号调控苹果酸的积累 |
3.7.3 MdBT2通过MdCIbHLH1抑制MdALMT9的转录水平调控苹果酸的积累 |
3.8 MdBT2与MdMYB73相互作用 |
3.9 MdBT2泛素化降解MdMYB73 |
3.9.1 MdBT2影响MdMYB73蛋白的稳定性 |
3.9.2 MdBT2泛素化降解MdMYB73蛋白 |
3.10 MdBT2通过MdMYB73调节苹果酸的积累 |
3.10.1 MdBT2通过MdMYB73调节苹果酸的积累 |
3.10.2 MdBT2通过MdMYB73抑制MdALMT9的转录水平调控苹果酸的积累 |
4 讨论 |
4.1 硝态氮调控苹果酸的积累 |
4.2 MdBT2响应硝态氮信号调控苹果酸的积累 |
5 结论 |
6 参考文献 |
7 附录 |
8 致谢 |
9 攻读学位期间发表的学术论文 |
(8)苹果锚蛋白MdANK2B在盐胁迫及ABA响应中的功能研究(论文提纲范文)
符号说明 |
中文摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 锚蛋白重复序列概述 |
1.2 植物中锚蛋白重复蛋白的研究进展 |
1.2.1 ANK蛋白参与植物的生长发育 |
1.2.2 ANK蛋白参与植物抗逆过程 |
1.2.3 ANK蛋白参与植物抗病过程 |
1.3 盐胁迫是影响果树生长发育的重要环境因子 |
1.3.1 盐胁迫影响植物的生长发育 |
1.3.2 盐胁迫影响植物的光合作用 |
1.3.3 盐胁迫对于果树的伤害 |
1.3.4 苹果应答盐胁迫的基因 |
1.4 植物激素ABA |
1.5 本研究的目的和意义 |
2 材料和方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 植物材料培养与处理 |
2.1.2 菌株及载体 |
2.1.3 酶、试剂盒、引物及测序 |
2.1.4 生化药品 |
2.1.5 抗生素 |
2.1.6 培养基 |
2.1.7 实验仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 植物组织总RNA提取 |
2.2.2 总RNA含量以及纯度检测 |
2.2.3 反转录cDNA |
2.2.4 基因克隆 |
2.2.5 扩增目的片段回收 |
2.2.6 连接克隆载体 |
2.2.7 热激法转化大肠杆菌 |
2.2.8 单菌落阳性克隆的筛选及测序 |
2.2.9 质粒的提取 |
2.2.10 质粒DNA的双酶切反应 |
2.2.11 表达载体的构建 |
2.2.12 冻融法转化农杆菌 |
2.2.13 植物基因组DNA提取 |
2.2.14 荧光定量PCR反转录cDNA模板的合成 |
2.2.14.1 去除植物基因组DNA和反转录cDNA |
2.2.14.2 荧光定量PCR |
2.2.15 蛋白实验技术 |
2.2.15.1 提取苹果叶片总蛋白 |
2.2.15.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE) |
2.2.15.3 蛋白免疫印迹实验(Western-Blot) |
2.2.16 苹果愈伤组织的遗传转化 |
2.2.17 苹果组培苗的遗传转化 |
2.2.18 生理指标的检测 |
2.2.18.1 鲜重的测定 |
2.2.18.2 电解质渗透率的测定 |
2.2.18.3 叶绿素含量的测定 |
2.2.19 活性氧(ROS)相关指标的测定 |
2.2.19.1 DAB组织化学染色 |
2.2.19.2 NBT组织化学染色 |
2.2.19.4 超氧阴离子生产速率测定 |
2.2.19.5 超氧化歧化酶活性测定 |
2.2.19.6 过氧化物酶活性测定 |
2.2.20 生物信息学分析 |
2.2.20.1 系统进化树分析蛋白保守域序列比对分析 |
2.2.20.2 蛋白结构预测 |
3 结果与分析 |
3.1 苹果MdANK2B的基因克隆 |
3.2 MdANK2B基因的生物信息学分析 |
3.2.1 MdANK2B基因的进化树分析 |
3.2.2 MdANK2B保守结构域和蛋白结构分析 |
3.3 MdANK2B基因的组织表达分析 |
3.4 MdANK2B的亚细胞定位分析 |
3.5 MdANK2B基因响应非生物胁迫和激素信号 |
3.6 苹果MdANK2B转基因愈伤组织的获得 |
3.7 苹果MdANK2B转基因组培苗的获得 |
3.8 过表达MdANK2B提高苹果对盐胁迫的抗性 |
3.9 过表达MdANK2B通过提高抗氧化酶活性而减少ROS的积累 |
3.10 过表达MdANK2B降低苹果对ABA敏感性 |
4 讨论 |
4.1 MdANK2B蛋白结构及功能 |
4.2 MdANK2B通过提高抗氧化酶活性而减少ROS的积累应对盐胁迫 |
4.3 MdANK2B对ABA不敏感 |
5 结论 |
6 参考文献 |
7 附录 |
8 致谢 |
9 攻读学位期间发表论文情况 |
(9)苹果酪氨酸脱羧酶MdTyDC在抗旱耐盐中的功能及其机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 植物干旱胁迫研究进展 |
1.1.1 干旱对植物的影响 |
1.1.2 植物抗旱机理研究 |
1.1.3 苹果中的抗旱机理研究 |
1.2 植物高盐胁迫研究进展 |
1.2.1 盐胁迫对植物的影响 |
1.2.2 植物耐盐性的机理 |
1.2.3 苹果中耐盐性的研究进展 |
1.3 植物中多巴胺及酪氨酸脱羧酶研究进展 |
1.3.1 多巴胺的生物合成 |
1.3.2 植物多巴胺的功能研究 |
1.3.3 酪氨酸脱羧酶研究进展 |
1.3.4 苹果中多巴胺及酪氨酸脱羧酶研究进展 |
1.3.5 植物中多巴胺检测 |
1.4 植物转录因子bHLH研究进展 |
1.4.1 植物中bHLH转录因子研究进展 |
1.4.2 苹果中bHLH转录因子研究进展 |
1.5 发根农杆菌在根系转基因体系的研究进展 |
1.6 研究目的与意义 |
第二章 苹果MdTyDC基因克隆与多巴胺含量的影响 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 基因克隆、载体构建与苹果和愈伤组织遗传转化 |
2.1.3 TyDC进化树分析 |
2.1.4 MdTyDC亚细胞定位 |
2.1.5 苹果DNA提取、总RNA提取及RT-qPCR检测 |
2.1.6 MdTyDC的表达模式分析 |
2.1.7 多巴胺含量检测 |
2.1.8 统计分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 苹果MdTyDC的进化关系分析 |
2.2.2 MdTyDC亚细胞定位分析 |
2.2.3 MdTyDC的表达分析 |
2.2.4 MdTyDC转基因苹果和愈伤组织的鉴定 |
2.3 讨论 |
第三章 MdTyDC在调控干旱胁迫和水分利用效率的功能研究 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 长期中度干旱处理 |
3.1.3 生长生理指标测定 |
3.1.4 DAB和NBT染色 |
3.1.5 抗氧化酶活性测定及相关基因表达量分析 |
3.1.6 氨基酸含量检测 |
3.1.7 多巴胺含量测定 |
3.1.8 气孔指标测定 |
3.1.9 脱落酸含量测定 |
3.1.10 水分利用效率测定 |
3.1.11 总RNA提取及qRT-PCR检测 |
3.1.12 统计分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 过表达MdTyDC提高了植株对干旱的适应性 |
3.2.2 过表达MdTyDC提高了植株干旱处理下净光合速率 |
3.2.3 过表达MdTyDC提高了干旱处理下的Fv/Fm值 |
3.2.4 过表达MdTyDC减少了苹果干旱处理后叶片ROS的积累 |
3.2.5 过表达MdTyDC提高了苹果干旱处理中抗氧化酶活性 |
3.2.6 过表达MdTyDC促进了长期中度干旱下氨基酸的积累 |
3.2.7 过表达MdTyDC提高了干旱条件下多巴胺含量 |
3.2.8 过表达MdTyDC改变了干旱处理下气孔运动 |
3.2.9 过表达MdTyDC提高了干旱条件下WUE |
3.3 讨论 |
第四章 MdTyDC在响应盐胁迫的功能研究 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 盐胁迫处理 |
4.1.3 生长生化指标测定 |
4.1.4 盐胁迫条件下多巴胺含量测定 |
4.1.5 DAB和NBT染色 |
4.1.6 抗氧化酶活性检测 |
4.1.7 K~+和Na~+含量测定 |
4.1.8 盐胁迫相关基因及抗氧化酶基因表达量 |
4.1.9 统计分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 过表达MdTyDC改善了植株盐胁迫下生长 |
4.2.2 过表达MdTyDC提高了植株盐胁迫下根系生长 |
4.2.3 过表达MdTyDC提高了植株盐胁迫下光合能力 |
4.2.4 过表达MdTyDC降低了植株ROS积累 |
4.2.5 过表达MdTyDC提高了植株抗氧化物酶活性 |
4.2.6 过表达MdTyDC提高了植株抗氧化物酶基因的表达 |
4.2.7 过表达MdTyDC基因保持了K~+和Na~+稳态 |
4.2.8 离子平衡相关基因在叶片和根中的表达 |
4.2.9 过表达MdTyDC基因提高了愈伤组织的耐盐性 |
4.2.10 苹果和苹果愈伤组织在盐胁迫下多巴胺含量变化 |
4.3 讨论 |
第五章 苹果酪氨酸脱羧酶基因MdTyDC的转录调控研究 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 MdTyDC启动子顺式作用元件分析 |
5.1.3 MdbHLH93基因克隆与分析 |
5.1.4 MdbHLH93转录激活活性分析 |
5.1.5 酵母单杂交试验 |
5.1.6 烟草双荧光素酶(Luciferase)活性试验 |
5.1.7 凝胶迁移率(EMSA)试验 |
5.1.8 MdbHLH93和MdTyDC过表达和干扰根系转化 |
5.1.9 转基因材料中MdbHLH93与MdTyDC基因表达量和多巴胺含量测定 |
5.1.10 短期干旱胁迫处理 |
5.1.11 干旱处理后ROS积累及抗氧化物酶活性检测 |
5.1.12 氨基酸含量检测 |
5.1.13 IAA、MeJA和ABA含量检测 |
5.1.14 统计分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 MdTyDC启动子预测与MdbHLH93分析 |
5.2.2 MdbHLH93能够结合MdTyDC启动子E-box元件 |
5.2.3 MdTyDC与MdbHLH93转基因株系鉴定 |
5.2.4 MdTyDC与MdbHLH93转基因株系短期干旱根系指标测定 |
5.2.5 MdTyDC-OE/MdbHLH93-OE共转植株中ROS含量与抗氧化物酶活性 |
5.2.6 MdTyDC-OE/MdbHLH93-OE共转植株氨基酸含量差异分析 |
5.2.7 MdTyDC与MdbHLH93共转后短期干旱下激素含量变化 |
5.3 讨论 |
第六章 结论和创新点 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
(10)苹果MdHB-7和MdHB7-like在抗旱耐盐中的功能及其机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 植物HD-Zip基因家族简介 |
1.2 HD-Zip的结构和功能 |
1.3 HD-ZipⅠ在植物响应逆境中的功能及研究进展 |
1.3.1 HD-ZipⅠ的分类 |
1.3.2 HD-ZipⅠ与干旱胁迫响应 |
1.3.3 HD-ZipⅠ与盐胁迫响应 |
1.4 本研究的目的意义与研究思路 |
第二章 苹果HD-Zip家族成员的鉴定及表达分析 |
2.1 材料和方法 |
2.1.1 试验材料和试验处理 |
2.1.2 RNA-seq分析 |
2.1.3 DNA、RNA提取和c DNA合成 |
2.1.4 苹果HD-Zip家族成员筛选 |
2.1.5 系统发育分析,共线性分析和序列比对 |
2.1.6 MdHB-7和MdHB7-like启动子分析及基因序列的克隆分析 |
2.1.7 MdHB-7和MdHB7-like亚细胞定位及转录激活活性分析 |
2.1.8 MdHB-7和MdHB7-like基因表达分析 |
2.1.9 数据分析 |
2.2 结果分析 |
2.2.1 苹果HD-Zip家族成员鉴定 |
2.2.2 苹果HD-Zip家族染色体定位,共线性分析和系统发育分析 |
2.2.3 苹果HD-Zip蛋白的进化关系,基因结构和保守序列元件分析 |
2.2.4 MdHB-7和MdHB7-like启动子分析和非生物逆境处理下的表达分析.. |
2.2.5 MdHB-7和MdHB7-like亚细胞定位及转录激活活性分析 |
2.3 讨论 |
第三章 苹果MdHB-7 在干旱胁迫下的功能分析 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 载体构建 |
3.1.2 苹果转化 |
3.1.3 转基因苹果检测 |
3.1.4 植物材料和处理 |
3.1.5 生理指标测定 |
3.1.6 实验数据处理 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 MdHB-7 转基因苹果株系鉴定 |
3.2.2 MdHB-7 正调控苹果对干旱胁迫的耐受性 |
3.2.3 在干旱条件下MdHB-7 刺激ROS的清除 |
3.2.4 MdHB-7 影响干旱胁迫下苹果叶片气孔关闭和ABA含量 |
3.2.5 MdHB-7 影响长期中度干旱下苹果植株的生长 |
3.2.6 在长期中度干旱下MdHB-7 调节生物量积累,RGR和 WUE_L |
3.3 讨论 |
第四章 苹果MdHB7-like在干旱胁迫下的功能和机制分析 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 载体构建 |
4.1.2 苹果转化 |
4.1.3 转基因苹果检测 |
4.1.4 植物材料和处理 |
4.1.5 生理指标测定 |
4.1.6 RNA-Seq分析 |
4.1.7 染色质免疫共沉淀(Ch IP-seq) |
4.1.8 DNA 提取、RNA 提取、c DNA合成以及q RT-PCR |
4.1.9 实验数据处理 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 MdHB7-like转基因苹果鉴定 |
4.2.2 MdHB7-like正调控苹果的耐旱性 |
4.2.3 MdHB7-like影响气孔密度和气孔孔径 |
4.2.4 MdHB7-like促进干旱胁迫下的ROS清除 |
4.2.5 MdHB7-like影响气孔发育相关基因和抗氧化酶基因的表达 |
4.2.6 MdHB7-like的潜在靶基因 |
4.2.7 MdHB7-like通过影响气孔密度调节长期干旱胁迫下的水分利用效率 |
4.2.8 MdHB7-like影响长期中度干旱下的光合速率和WUEi |
4.2.9 MdHB7-like影响长期中度干旱下根系活力和根系导水率 |
4.3 讨论 |
第五章 苹果MdHB-7和MdHB7-like在盐胁迫下的功能分析 |
5.1 材料和方法 |
5.1.1 植物材料和处理 |
5.1.2 生理指标测定 |
5.1.3 实验数据处理 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 MdHB-7/MdHB7-like正调控苹果对盐胁迫耐受性 |
5.2.2 MdHB-7/MdHB7-like促进盐胁迫下ROS的清除 |
5.2.3 MdHB-7/MdHB7-like平衡Na~+/K~+ |
5.2.4 MdHB-7/MdHB7-like促进脯氨酸的积累 |
5.3 讨论 |
第六章 结论与创新点 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
参考文献 |
附录 |
缩略词 |
致谢 |
个人简介 |
四、转基因苹果研究进展(论文参考文献)
- [1]F-box蛋白MdAMR1L1调控苹果抗坏血酸含量的分子机制研究[D]. 马松亚. 西北农林科技大学, 2021
- [2]苹果C2H2型锌指蛋白MdZAT10调控叶片衰老和干旱胁迫的机理研究[D]. 杨阔. 山东农业大学, 2021(02)
- [3]MdVQ37基因响应苹果腐烂病菌侵染的功能研究[D]. 郑文倩. 西北农林科技大学, 2021
- [4]苹果MYB家族基因MdMYB48在干旱胁迫下的功能研究[D]. 罗佳伟. 西北农林科技大学, 2021
- [5]苹果MdHB7在应答炭疽叶枯病菌和腐烂病菌侵染中的功能鉴定[D]. 杨露露. 西北农林科技大学, 2021
- [6]苹果MdBT2蛋白应答硝酸盐调控植株生长和花青苷积累的研究[D]. 任怡然. 山东农业大学, 2021
- [7]苹果硝态氮应答基因MdBT2调控苹果酸积累的机理研究[D]. 张全艳. 山东农业大学, 2021
- [8]苹果锚蛋白MdANK2B在盐胁迫及ABA响应中的功能研究[D]. 张富军. 山东农业大学, 2021
- [9]苹果酪氨酸脱羧酶MdTyDC在抗旱耐盐中的功能及其机理研究[D]. 王衍鹏. 西北农林科技大学, 2021
- [10]苹果MdHB-7和MdHB7-like在抗旱耐盐中的功能及其机制研究[D]. 赵双. 西北农林科技大学, 2021