一、培养条件对甘蓝型黄籽油菜下胚轴的再生影响(论文文献综述)
王昊一[1](2021)在《油菜种子脂肪酸消减基因的功能解析及含油量相关基因发掘》文中提出甘蓝型油菜(Brassica napus L.)是中国最重要的油料作物之一。国产油菜的主要问题之一是其种子含油量偏低。因此,提高种子含油量是国产油菜育种的重要目标之一。以往针对提高油菜种子含油量的研究大都着眼于增加油脂的合成,但是,有关通过抑制引起种子油脂消减基因的表达进而提高种子含油量的研究相对较少,而这同样不失为提高种子含油量的有效策略。GDSL脂酶参与种子油脂消减过程,前人研究发现,拟南芥(Arabidopsis thaliana)中存在5个GDSL类种子脂肪酸消减基因(Seed fatty acid reducers,SFARs),过表达每个SFAR基因都能够显着降低拟南芥种子含油量,相反,敲除每个SFAR基因则能显着提高拟南芥种子含油量。因此,我们推测在油菜中敲除SFARs的同源基因极有可能提高油菜种子含油量。然而,甘蓝型油菜是复杂的异源四倍体植物,油菜BnSFAR家族的组成比拟南芥复杂得多,不同亚基因组的SFAR可能具有不同的表达模式与功能。此外,油菜种子含油量是受到多基因调控的复杂数量性状。以往大多数与含油量相关的QTLs的鉴定是基于两个亲本后代遗传群体含油量性状的变异,即,QTLs的发现局限于双亲之间相关基因的等位变化的有无。近年来,我们对大规模油菜种质资源群体进行了基因组重测序,为在具有丰富多态性的遗传群体中进一步发掘含油量相关QTL及基因打下基础。围绕上述问题,我们开展了以下工作:(1)利用定向诱导基因组局部突变(Targeting induced local lesions in genomes,TILLING)和CRISPR/Cas9技术创制了bnsfars突变体,并验证BnSFARs对油菜种子含油量的影响;(2)通过对290份油菜核心种质资源的种子含油量进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS),进一步发掘了调控油菜种子含油量的相关基因。主要结果如下:(1)鉴定到了甘蓝型油菜基因组上的222个BnGDSLs,平均分布于A和C亚基因组上,分别有6和4个亚家族,且这些BnGDSLs与拟南芥GDSL脂酶基因(AtGDSLs)存在着明显的共线性关系。通过序列比对,与AtSFARs(AtSFAR1至AtSFAR5)高度同源的12个BnGDSLs被挑选为候选的BnSFARs。不同BnSFAR亚家族之间的相对表达水平差异巨大,但同一BnSFAR亚家族内的同源拷贝之间的表达模式则大体相似。对870份油菜种质资源群体中分布在BnSFARs编码区域的SNPs与种子含油量进行相关性分析表明,BnSFAR1与BnSFAR4基因上的SNPs与种子含油量显着相关(P<0.05),BnSFAR1、BnSFAR4和BnSFAR5基因上的SNPs与种子油酸含量显着相关(P<0.05)。(2)采用基于甲磺酸乙酯(Ethyl methanesulfonate,EMS)诱变的TILLING技术,筛选到bnsfar1和bnsfar4的纯合单突变体、纯合双突变体。在相同遗传背景下,bnsfar4的纯合单突变体(包括bnsfar4.C03a、bnsfar4.A06a、bnsfar4.A06b、bnsfar4.Cnnb)的种子含油量与相应位点没有突变的EMS处理植株没有明显区别,但其双突变体(包括bnsfar4.A06a bnsfar4.C03a和bnsfar4.A06b bnsfar4.Cnnb)的种子含油量比相应位点没有突变的EMS处理植株显着提高了8.7%-12.1%。与bnsfar4不同,bnsfar1的纯合双突变体(bnsfar1.Ann bnsfar1.C04)种子含油量与相应位点没有突变的EMS处理植株相比没有明显区别。由于EMS会导致全基因组范围的大量随机突变,因此TILLING创制的突变体种子含油量基本上都显着低于未经EMS诱变处理的对照植株。(3)利用CRISPR/Cas9技术分别敲除了BnSFAR4的四个同源拷贝和BnSFAR5的两个同源拷贝,创制了bnsfar4四突变体(bnsfar4.A06a bnsfar4.C03a bnsfar4.A06b bnsfar4.Cnnb)和bnsfar5双突变体(bnsfar5.A03 bnsfar5.C07)。bnsfar4突变体的T3代种子和T4代种子的含油量分别比野生型种子提高9.7%-14.5%和12.9%,而bnsfar5突变体植株的T3代种子和T4代种子的含油量分别比野生型提高了10.4%和11.2%。除了bnsfar4突变体的T4代种子外,其它突变体种子的千粒重与野生型相比都没有明显变化,且突变体种子萌发率以及萌发初期的根长和芽长与野生型相比也没有明显变化。此外,bnsfar4突变体种子细胞内的油体尺寸显着大于野生型,且突变体种子含油量在种子发育后期和萌发初期的下降速率明显慢于野生型。(4)测定了290份油菜核心种质材料在两个试验点的种子含油量,并进行了GWAS分析,鉴定到C07染色体上35.25-35.79 Mb区域内的SNPs与种子含油量存在显着的关联性(-logp10>5)。其中SNP位点Chr C07_35249208与Bna C07g30920D(Bna.PTL.C07)紧密连锁(决定系数R2=0.68)。Bna.PTL.C07是Patatin-like lipase(PTL)脂酶基因家族的一员,分布于其5’端调控区的6个SNPs与种子含油量显着相关(P<0.05),其中2个SNP位点位于CAAT-box中。总之,本研究分析了油菜BnGDSL基因家族并创制了BnSFARs的功能受到有效阻控的高含油量育种基础材料;展示了CRISPR/Cas9相较TILLING在异源多倍体作物突变体创制上的优势;发掘了可能与油菜种子含油量相关的基因位点。这项研究在采用精准设计育种的手段提高油菜种子含油量方面作了有益尝试。
李刚[2](2021)在《甘蓝型油菜BnTT8基因组编辑载体的构建及其遗传转化》文中研究说明
杨伟光[3](2021)在《短周期甘蓝型油菜的鉴定及其遗传转化体系的建立》文中提出
杨伟光[4](2021)在《短周期甘蓝型油菜的鉴定及其遗传转化体系的建立》文中指出甘蓝型油菜(Brassica napus L.)属十字花科(Brassicaceae)芸薹属(Brassica),是我国乃至全世界重要的油料经济作物。近年来,随着芸薹属植物基因组测序的完成、SNP芯片技术的建立以及测序成本的不断降低,重要农艺性状基因的功能解析逐步全面展开。但由于油菜缺乏高效、简便以及低成本的油菜转基因体系和基因编辑体系,严重限制油菜的功能基因组研究。本研究利用前期获得的极早开花油菜株系,探索高效遗传转化体系的建立方法,为积极利用芸薹属丰富的遗传资源,开展相应的基因组学研究,理解芸薹属独特的形态结构和发育过程奠定基础。主要内容如下:首先,以极早花甘蓝型油菜株系为研究材料,经过3代连续选育与调整种植方案,获得了开花极早、育性良好且可稳定遗传的短周期油菜株系EF7-16,并建立了实验室标准化种植体系,在22℃、16小时光/8小时暗条件下,60天左右可以完成整个生育期。利用EF7-16与已完成全基因组测序的甘蓝型油菜中双11的杂交,对杂交后代进行DNA芯片测序分析,推测影响油菜开花时间的基因可能位于ChrA02的6.18-7.06 MB区间。其次,构建了短周期油菜子叶柄与下胚轴的高效再生体系,优化培养过程中光照强度、培养激素配比,子叶柄再生从播种到再生苗生根仅仅需要一个月左右,下胚轴再生从播种到再生苗生根需要两个月左右。然后,在再生体系基础上,通过Gateway克隆构建了pK7FWG2-GUS载体并电击转化农杆菌GV3101作为遗传转化菌株。优化了培养流程、预培养时间、菌液浸染时间和浓度以及筛选抗生素浓度,构建了短周期油菜子叶柄与下胚轴的遗传转化体系;共获得了14株抗性苗,经PCR鉴定,其中3株为阳性植株,GUS染色结果为阳性。最后,克隆了碎米芥和银扇草的3-酮酰基-CoA合酶基因(3-ketoacyl-CoA synthase,KCS),以短周期油菜为外植体转化材料,得到pMDC123-Napin-CgKCS植株9株,经PCR鉴定有3株为阳性植株;得到pMDC123-Napin-LaKCS植株6株,经PCR鉴定有1株为阳性植株。对T0代阳性植株种子进行气相质谱测定脂肪酸含量,显示有微量神经酸合成。综上所述,本论文建立了短周期油菜EF7-16的实验室标准化种植体系及其农杆菌介导的高效遗传转化体系,为实现甘蓝型油菜的规模化快速功能基因研究奠定了坚实的基础。
祁伟亮[5](2021)在《活性氧在强抗寒甘蓝型冬油菜生长发育和冷胁迫下信号传导的作用机制》文中指出甘蓝型油菜(Brassica napus L.)是我国重要的油料作物,但因抗寒性较差,在北纬35o以北地区越冬较难。为此,课题组通过远缘杂交方式,以冬性甘蓝型油菜(B.napus)Vision与强抗寒白菜型冬油菜(Brassica rape L.)陇油7号杂交创制了新甘蓝型油菜16VHNTS309。本研究从生理生化、细胞、分子学等角度出发,旨在明确活性氧(ROS)参与调控强抗寒甘蓝型油菜16VHNTS309生长发育和冷胁迫应激响应机理。1)以母本陇油7号为A基因组探针,GISH结果发现甘蓝型油菜16VHNTS309(2n=38)的30条染色体上均检测到A基因组信号,该信号主要分布于中间着丝粒、随体以及短臂位置上的片段易位,推测甘蓝型油菜16VHNTS309的抗寒性与强抗寒白菜型油菜陇油7号A基因(小片段或大片大片段基因)渗入现象有关。2)以甘蓝型油菜16VHNTS309的下胚轴和子叶作为外植体,在MS培养基中添加不同浓度2,4-D、6-BA、NAA和Ag NO3构建甘蓝型油菜的再生体系。结果表明:子叶和下胚轴分别在MS+1 mg/L和1.5 mg/L 2,4-D培养基预培养7d后,再以MS+3.0mg/L 6-BA+0.2 mg/L 2,4-D+3 mg/L Ag NO3为最优培养基进行芽的诱导,最后以MS+0.2 mg/L NAA为生根培养基,可得到较好的甘蓝型油菜再生苗。3)在严酷的冬季环境下,强抗寒甘蓝型油菜16VHNTS309为了适应冷胁迫环境,表现出匍匐生长、叶色变为黄绿色或紫色等表型性状,且强抗寒性甘蓝型油菜16VHNTS309的抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活力与渗透调节物质(Pro、可溶性蛋白和可溶性糖)的积累均显着的高于弱抗寒性品种天油2238,这也在一定程度上有效清除了体内ROS的积累,降低对细胞的伤害。细胞结果也证明,冷胁迫环境下弱抗寒性品种天油2238的叶肉细胞超微结构发生了明显的变化,包括细胞膜膨散、轮廓不清晰、核染色质凝聚、线粒体和叶绿体结构的破坏等。在正常的代谢过程中,甘蓝型油菜16VHNTS309和天油2238均会积累少量的ROS。但在低温胁迫后,ROS会迅速释放,这不仅是局部免疫应答的重要信号,也是细胞间通信的重要信号。但因品种抗寒差异性,强抗寒性品种16VHNTS309细胞内的ROS(H2O2和O2-)积累显着少于弱抗寒性品种天油2238。O2-亚细胞定位结果表明:O2-存在向周围细胞扩散的迹象,说明ROS信号传递是一个动态过程。O2-细胞定位和DPI验证试验进一步加强了甘蓝型油菜细胞中叶绿体、线粒体、质膜NADPH氧化酶参与形成ROS的观点,且不同组织细胞及同一部位不同组织间ROS的产生机制均存在差异性。该观点也为NADPH酶介导产生的“ROS波”信号传递机制提供了强有力的证据。研究也证实甘蓝型油菜的维管束组织系统可以完成氧化还原反应信使的合成、信号放大和系统转运,是ROS在不同组织和器官之间的远距离信号传递通道,可实现甘蓝型油菜植株的冷胁迫机制响应。4)适量的ROS(H2O2和O2-)也是甘蓝型油菜生长发育所必须的关键分子,研究表明:在正常情况下具有较强细胞分裂能力的根尖分生组织、茎尖分生组织、叶原基、叶边缘和愈伤组织细胞中均检测到O2-信号,这说明O2-积极参与调控细胞分裂。而在幼苗、愈伤组织和种子添加DPI,均有效降低内源ROS的产生,进而抑制甘蓝型油菜16VHNTS309生长发育。但外施0.6%H2O2后,内源ROS显着升高且种子的发芽率可达到67.5%,说明外源H2O2可以有效缓解DPI的抑制作用,进一步证实适量的ROS在调控甘蓝型油菜种子生长发育过程中起着关键的作用。研究也证明甘蓝型油菜的Bn UBP1与O2-信号积累呈负相关性,Bn UPB1基因的沉默表达能够调控O2-的积累,进而增强细胞的分裂能力,该研究也支持了前人的研究观点:UPB1在调控O2-和H2O2的平衡关系上,扮演着重要的角色。5)ROS浓度阈值范围探究结果表明:0.3%-0.6%H2O2为甘蓝型油菜种子发芽的适宜浓度范围。较高浓度的H2O2(0.7%-1.3%)导致ROS酶的清除能力下降,甘蓝型油菜体内产生了较多的ROS(H2O2和O2-),进而对甘蓝型油菜的生长发育起到抑制作用。验证试验证明:1.4%-1.5%H2O2为甘蓝型油菜生长发育发育的半致死H2O2浓度,而当H2O2浓度>2.1%时,会导致甘蓝型油菜种子不发芽、内含O2-、SOD、POD和CAT降到最低值,这说明高浓度外源H2O2导致细胞的死亡,使细胞的渗透能力增强,最终使细胞内积累了高浓度的H2O2,这与DAB染色和H2O2含量测定结果一致。6)基于转录组数据GO和KEGG分析,强抗寒甘蓝型油菜16VHNTS309中有57个通路表现出显着的变化(q Value<0.05),而弱抗寒性甘蓝型油菜天油2238有9个通路表现出显着变化(q Value<0.05),这可能与甘蓝型油菜的抗寒差异性有关。强抗寒甘蓝型油菜16VHNTS309中,与ROS产生、清除相关的维生素B6、过氧化物酶体、自噬体和硫代谢等代谢通路在抗逆代谢过程中发挥着重要的作用,这也进步说明,强抗寒性品种具有高效的ROS清除能力,使得细胞中积累较少的ROS。研究已证明,适量的ROS在甘蓝型油菜生长发育和冷胁迫信号传导过程中扮演着重要的作用,且细胞间存在“ROS波”动态信号传递机制。由于冷胁迫后,强抗寒甘蓝型油菜16VHNTS309的Ca2+、MAPK级联途径、转录因子(WRKY)、ABA和H2S等关键信号发生了显着性变化,这进一步暗示:强抗寒甘蓝型油菜16VHNTS309在接受冷胁迫信号刺激后,适量的ROS与Ca2+、MAPK和转录因子(WRKY)、ABA、H2S等关键分子存在明显的相互作用,进而调控耐寒基因的表达,使的16VHNTS309表现出较强的抗寒性。
翟云孤[6](2021)在《甘蓝型油菜BnaTT8基因突变体的创建及功能研究》文中指出油菜是我国重要的油料作物。已有研究表明油菜黄籽较黑籽性状在品质方面具有多方面的优势。但是作为我国主栽的油菜类型,甘蓝型油菜还未发现天然的黄籽突变体。目前生产上的黄籽材料大多通过远缘杂交而来,这种人工合成的方法不仅费时费力,而且获得的黄籽颜色具有较大的变异,不利于黄籽性状的研究。国内外研究者对油菜的黄籽性状开展了大量的遗传和基因定位的相关研究,结果表明黄籽性状遗传十分复杂,至今也没有克隆到相关的基因,这也极大限制了我们对甘蓝型油菜黄籽性状形成的分子机制的认识。拟南芥和白菜型油菜中的研究表明,TT8是参与黄籽性状形成的重要基因。因此,本研究首次利用CRISPR/Cas9技术对甘蓝型油菜中的Bna TT8基因进行靶向突变,获得黄籽材料;在此基础上,对其参与调控种子中的含油量、蛋白质含量和脂肪酸组分等方面的功能进行了研究,同时利用转录组和代谢组对其参与调控种皮颜色的机理进行了初步解析,研究结果如下:1.根据生物信息学分析和基因克隆,初步确定Bna TT8基因在甘蓝型油菜基因组中存在3个同源拷贝。通过q PCR技术分析Bna TT8基因在甘蓝型油菜J9707不同组织中的表达模式,发现Bna C09.TT8a在这些组织中均未检测到基因的表达,而Bna A09.TT8和Bna C09.TT8b在各组织中均有表达,尤其在种子中特异性高表达;其中Bna A09.TT8拷贝的表达量显着高于Bna C09.TT8b拷贝。对Bna A09.TT8和Bna C09.TT8b在种皮不同发育时期的表达模式进行分析,发现它们的表达从开花7天后开始随着种子的发育呈现出先增加后降低的趋势,且在开花21天后达到峰值。通过进一步分析TT8的蛋白质功能域,确定了Bna TT8基因在甘蓝型油菜J9707基因组中具有2个有功能的拷贝Bna A09.TT8和Bna C09.TT8b。2.设计和构建了BnaTT8基因的CRISPR/Cas9载体。将其转化J9707,获得了420棵T0代植株,对靶点进行测序筛选到48株突变体。对这些突变单株进行两代自交和筛选,获得了9个不含T-DNA插入的纯合突变体单株。其中仅双突表现为黄籽表型,表明这两个拷贝功能冗余。3.利用香草醛和DMACA等化学染色方法对种皮发育过程中的原花色素积累进行了动态分析,发现野生型和单纯合突变体从开花后21天开始出现原花色素积累,并随着种子的发育积累变多;而双纯合突变体中始终未检测到原花色素的积累。4.显微观察发现原花色素只在野生型和单纯合突变体的种皮内皮层中积累。对成熟种子的种皮厚度进行比较分析,发现双突变体和Bna A09.TT8拷贝突变体的种皮厚度比野生型显着降低。5.对T0和T2代的突变体种子中的脂肪酸、油分和蛋白质含量测定分析,发现相对于野生型,双突变体的含油量和蛋白质含量显着增加,脂肪酸组分也发生了显着的变化。田间小区试验结果表明,突变体材料的主要产量相关性状与野生型相比没有发生显着性变化,表明该基因突变体具有较大的应用潜力。对30株T0代突变体进行了26个潜在突变位点的高通量测序检测,均未发现脱靶现象,表明该基因编辑系统具有很好的特异性。6.对纯合双突变体和野生型进行了开花后14天和35天种皮的转录组比较分析,总共筛选到1,298个差异表达基因,其中145个差异表达基因为两个时期所共有。GO功能注释和KEGG富集分析表明,双突变体中的苯丙烷和类黄酮合成代谢过程中的基因较野生型显着下调。对双突变体和野生型的成熟种子进行代谢组比较分析,结果也发现双突变体中类黄酮合成途径的大部分代谢物含量较野生型显着降低。7.对突变体和野生型不同发育时期种子中参与脂肪酸合成和积累的重要转录因子和关键酶进行基因表达检测,发现在14和28 DAF的突变体种子中,Bna FUS3和Bna FAD2的表达量均显着上调,Bna LEC1的表达量在14 DAF的突变体种子中也显着上调。这些结果表明,Bna TT8基因在调控脂肪酸的合成积累方面也具有重要的作用。综上所述,本研究成功创建了甘蓝型油菜Bna TT8基因突变体,证实它在调控籽粒颜色、蛋白质和油分含量以及脂肪酸组分等方面具有重要的功能,并通过转录组和代谢组初步阐明其参与调控种皮中的类黄酮积累、种子脂肪酸的合成等方面的调控机理。本研究为进一步研究该基因的功能及其调控的分子机理奠定了良好的材料基础,也为甘蓝型油菜的黄籽育种提供了优异的种质资源。
杜帅[7](2020)在《甘蓝型油菜抗草甘膦基因遗传转化及抗性鉴定》文中研究指明油菜是我国重要的油料作物之一。混杂在油菜中的单、双子叶杂草会严重影响油菜的品质和产量。传统的选择性除草剂在杂草种类有限定且施用剂量和喷施时间上有着严格的要求,从而影响了其广泛的推广应用。与选择性除草剂相比,草甘膦具有广谱、高效和非选择性等优点。因此,培育具有草甘膦抗性的油菜品种对于解决草害胁迫,提高油菜品质和产量有着重要的生产意义。本研究旨在利用农杆菌介导的油菜下胚轴遗传转化法将I.variabilis-EPSPS*转化甘蓝型油菜优良恢复系“育127”,期望获得具有草甘膦抗性的新材料,为油菜抗除草剂新品种培育提供重要的种质资源。主要结果如下:1.通过农杆菌介导法将新型草甘膦抗性基因I.variabilis-EPSPS*转入甘蓝型油菜自交系―育127‖中,在50mg/L草甘膦筛选压下共获得30株T0代转基因阳性植株,其中8株为阳性株,阳性率为26.6%。喷施稀释800×41%草甘膦异丙胺盐商品制剂(农达)后,仅获得一个转I.variabilis-EPSPS*基因单株E1。2.草甘膦耐受性实验结果表明,转I.variabilis-EPSPS*基因E1T1代植株在不同浓度草甘膦的培养基中能够正常生长,而对照(“育127”)在不同浓度草甘膦培养基上生长严重受阻。此外转化I.variabilis-EPSPS*的转基因植株和油菜内源Bna C04EPSPS突变后植株对草甘膦处理表现出一致的耐受性。3.在温室内用41%草甘膦异丙胺盐商品制剂(农达)处理转I.variabilis-EPSPS*基因E1T1代和对照(“育127‖)后,植株的损伤率和药害等级会随着草甘膦浓度的提升而提高;莽草酸累计量测定结果分析发现,转I.variabilis-EPSPS*基因E1T1代体内莽草酸累计量呈现先增加后缓慢降低的趋势,而“育127‖体内莽草酸累积量会逐渐增长,同时增长速率缓慢下降最终趋于一个稳定值;农艺性状考种结果显示,与对照(“育127”)相比,转I.variabilis-EPSPS*基因E1T1代在角果长、每角果粒数和千粒重等农艺性状上均无显着性差异。4.转I.variabilis-EPSPS*基因株系E1T1代叶片总RNA q RT-PCR分析结果表明,农达处理后I.variabilis-EPSPS*基因的表达量会增加但不会随着草甘膦浓度的改变而变化。Southern blot结果表明,E1T1代是插入双拷贝I.variabilis-EPSPS*基因的转基因株系。5.转I.variabilis-EPSPS*基因E1T1代和对照(“育127”)田间抗性鉴定结果表明,在喷施稀释600×41%草甘膦异丙胺盐制剂(农达)后,转I.variabilis-EPSPS*基因E1T1代能正常生长而对照(“育127”)全部死亡。田间产量考察结果表明,与对照(“育127”)相比,转I.variabilis-EPSPS*基因E1T1代在其草甘膦耐受性范围内施用农达并不会减产。转I.variabilis-EPSPS*基因T2代耐受性曲线分析结果表明,转I.variabilis-EPSPS*基因E1T1代的草甘膦抗性性状能够稳定遗传,转基因T2代草甘膦半致死剂量为321.50mg/L。
金璐[8](2020)在《油菜BnaSDG26和BnaRING1a/b基因的进化分析和功能研究》文中指出甘蓝型油菜(Brassica napus,AnAnCnCn)是由白菜型油菜(Brassica rapa,Ar Ar)和甘蓝(Brassica oleracea,CoCo)自然杂交形成的异源四倍体,是我国最重要的油料作物之一。油菜的生殖发育直接影响菜籽产量,与食用油安全密切相关。已有研究表明组蛋白甲基化修饰及甲基化识别对植物生殖发育有重要的调控作用,拟南芥组蛋白甲基转移酶SDG26作为“writer”催化的组蛋白H3K27me3被“reader”PRC1复合物(RING1a/b为核心组分之一)阅读标记后调控靶基因表达,进而影响植物体开花时间和生殖器官形成。本研究结合生物信息学和分子生物学等方法,系统研究油菜BnaSDG26和Bna RING1a/b在芸薹植物多倍化过程中的进化特征、功能及对油菜生长发育的影响,结果如下:一、BnaSDG26的进化分析及功能研究结果:(1)发现在甘蓝型油菜中,BnaSDG26存在3个同源基因:BnaSDG26.A1、BnaSDG26.A2和BnaSDG26.C。在甘蓝型油菜物种形成过程中,来自白菜亚组(An An)的BnaSDG26发生过1次基因复制,并形成了一个并不完整的复制产物BnaSDG26.A1。(2)克隆获得了与芸薹植物数据库信息高度一致的Bra SDG26、Bol SDG26、BnaSDG26.A2和BnaSDG26.C基因CDS全长,其蛋白质编码序列与At SDG26蛋白质序列差异较大,在组蛋白甲基转移酶核心功能结构域SET和post SET中分别存在8个和2个氨基酸的变化,在非结构域区也存在部分氨基酸缺失情况。(3)利用CRISPR/Cas9系统对甘蓝型油菜BnaSDG26基因进行定向编辑,获得被编辑的T1代转基因油菜16株,3个基因(BnaSDG26.A1/A2/C)同时存在有效编辑的有11株,占比被编辑植株总数72.72%。在T1代中存在纯合、杂合、双等位基因突变背景,其中以杂合型居多,杂合型突变基因在T2代的分离比符合孟德尔遗传分离规律。(4)Bra SDG26、Bol SDG26和BnaSDG26.A2/C在拟南芥基因功能缺失突变体sdg26-1和野生型Col-0中的异源表达实验表明,4个SDG26基因均不能挽救sdg26-1的晚花表型,也未能改变Col-0抽薹时的莲座叶数目。开花关键基因At FLC和At SOC1表达模式显示,芸薹SDG26对拟南芥开花时间无明显影响,暗示BnaSDG26的功能可能发生歧化。T2代油菜基因编辑突变体未出现早花或晚花现象,抽薹时间与对照相近。开花阻遏因子Bna FLC2、开花促进因子Bna FT和Bna SOC1基因表达未形成开花被促进或被抑制的表达关系,这与拟南芥功能互补实验的结果相互印证,说明BnaSDG26对甘蓝型油菜的开花时间也无明显影响。(5)发现T2代油菜基因编辑突变体的花序较对照发达,次级分枝数目较多(XY15/1.5,T2-H4/12,T2-H27-1/11,T2-H10/5.3枝),显示BnaSDG26可能参与调控油菜花序的次级分枝发育。转录组分析,24个差异表达基因富集于激素信号响应与转导途径(ko04075),说明BnaSDG26的功能可能与激素相关。综合以上研究结果,我们得出结论:油菜组蛋白甲基转移酶基因BnaSDG26与拟南芥AtSDG26在调控开花时间的功能上发生了歧化。二、Bna RING1a/b进化分析及功能研究结果(6)RING1a基因在进化中较为活跃。亲本白菜、甘蓝中分别存在2个基因(BraRING1a-1和BraRING1a-2)和1个基因(BolRING1a),而在杂交形成的甘蓝型油菜中基因再次发生复制,共形成5个基因拷贝(BnaRING1a.A1/A2和Bna RING1a.C1/C2/C3)。其中Bna RING1a.A1/A2和BnaRING1a.C1与白菜和甘蓝基因分别直系同源,BnaRING1a.C2/C3为旁系同源,其复制母本为BnaRING1a.A2基因。而RING1b较为保守,甘蓝型油菜完全继承了亲本的2个同源基因。(7)从油菜基因组克隆Bna RING1a.A1/A2和Bna RING1a.C1/C3基因,发现其与油菜数据库中序列相似度均高于98%;而BnaRING1b.A和BnaRING1b.C基因序列与数据库序列相似度分别为99.2%和97.6%。RING1a和RING1b的蛋白质均含有非常保守的C3H1C4型RING结构域。(8)获得了BnaRING1a/b的RNAi转基因油菜。表型观察发现与拟南芥双基因功能缺失突变体ring1a;b相似,RNAi转基因油菜植株的花序和花器官也存在异常发育的表型。结果说明Bna RING1a/b的功能相对保守,未出现歧化现象。
王欢[9](2020)在《羽衣甘蓝粉色叶基因的功能分析》文中提出羽衣甘蓝(Brassica oleracea var.acephala)属十字花科芸薹属,是甘蓝种的变种。作为观叶植物,其叶色鲜艳美丽,叶形皱缩特殊,且因具有较强的耐寒性,在晚秋、冬季及早春应用广泛,具有较强的观赏价值和经济价值。花青素(anthocyanin)是水溶性类黄酮色素,存在于液泡中使植物呈现粉、红、紫等颜色。本研究以羽衣甘蓝为主要试材,利用定量PCR和半定量RT-PCR对叶色相关基因BoDFR、BoMYB2进行表达量分析,同时将过表达BoDFR基因载体转化羽衣甘蓝和拟南芥,沉默表达BoDFR基因载体转化羽衣甘蓝,以期探明控制羽衣甘蓝花青素生物合成的关键基因及其功能。并开发设计了功能标记,为羽衣甘蓝分子标记辅助育种体系的建立提供参考。本研究的主要结果如下:1.选取五种红色、三种白色心叶羽衣甘蓝,红色、绿色心叶白菜,红色、绿色心叶油菜,红色、绿色心叶甘蓝,红色、绿色心叶菜薹,红色、绿色心叶花椰菜,对BoDFR和BoMYB2基因的表达量进行分析,我们发现:在羽衣甘蓝、油菜、白菜中,红色心叶材料中BoDFR的表达量明显高于白/绿色心叶材料中BoDFR的表达量,而BoMYB2表达量在红色心叶和白/绿色心叶材料中无明显规律性差异,推测BoDFR可能是控制羽衣甘蓝、油菜、白菜红色心叶表型的关键基因;而在菜薹、花椰菜、甘蓝中,红色心叶材料中BoDFR和BoMYB2的表达量均高于白/绿色心叶材料中BoDFR和BoMYB2的表达量,推测BoDFR是控制菜薹、花椰菜、甘蓝红色叶表型的关键基因,BoMYB2是主要的调节因子。2.将过表达BoDFR基因载体经农杆菌介导的子叶转化法转入白色羽衣甘蓝‘1631’和‘D10’,共得到27株卡那抗性植株,PCR鉴定18株为阳性;将过表达BoDFR基因载体经农杆菌介导的花序浸染法转入野生型拟南芥,共得到T2代转基因拟南芥9株,PCR鉴定均为阳性,花青素含量较野生型明显提高。3.将沉默表达BoDFR基因载体经TRV介导的VIGS(virus-induced gene silencing)技术转入羽衣甘蓝?0835?、?千宝菜?、?红钻油菜?叶片中。结果显示,沉默BoDFR基因后,沉默组叶片红色明显变淡,叶片中能检测到TRV病毒分子;在?0835?、?红钻油菜?、?千宝菜?中,BoDFR基因表达量明显下降,分别为对照组的11.7%、22.3%、26.0%,花青素含量分别是对照组的27.3%、11.5%、20.3%。4.根据红色、白色心叶羽衣甘蓝BoDFR基因序列差异,设计了两对显性标记DFR1(红色序列特有)、DFR2(白色序列特有)和一组共显性标记DFR3,并在八种红色、四种白色心叶羽衣甘蓝中进行验证,结果发现:显性引物DFR1可以区分八种红色心叶和三种白色心叶羽衣甘蓝,鉴定率91.7%;显性引物DFR2可以区分八种红色心叶和四种白色心叶羽衣甘蓝,鉴定率100%;共显性引物DFR3可以区分八种红色心叶和四种白色心叶羽衣甘蓝,鉴定率100%。
何映华,何荧,周玲艳,潘伟明[10](2020)在《菜心原生质体游离条件的优化》文中研究指明本研究以发芽4d,生长状况良好,高约4cm的菜心无菌苗为材料,初步研究了菜心幼苗不同部位材料、渗透(甘露醇)浓度、酶解时间、果胶酶、纤维素酶浓度等关键因素对原生质体游离的影响。结果表明,从菜心幼苗的幼叶组织分离原生质体效果比下胚轴好;以w=1. 5%的纤维素和w=0. 4%的果胶酶为酶解液,在0. 8mol/L甘露醇浓度下,40~50r/min的摇床中黑暗酶解4h时,原生质体产量是最高的。
二、培养条件对甘蓝型黄籽油菜下胚轴的再生影响(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、培养条件对甘蓝型黄籽油菜下胚轴的再生影响(论文提纲范文)
(1)油菜种子脂肪酸消减基因的功能解析及含油量相关基因发掘(论文提纲范文)
致谢 |
缩略术语词表 |
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 导言 |
1.2 高含油量育种的策略 |
1.3 种胚脂肪酸合成 |
1.4 脂肪酸降解 |
1.4.1 脂肪酸降解的基本途径 |
1.4.2 GDSL脂酶以及种子脂肪酸消减基因(Seed fatty acid reducer,SFAR) |
1.4.3 Patatin-like lipase脂酶 |
1.5 TILLING-定向诱导基因组局部突变技术 |
1.5.1 TILLING的基本原理 |
1.5.2 TILLING技术在植物研究中的应用和前景 |
1.6 CRISPR/Cas介导的基因编辑技术 |
1.6.1 CRISPR/Cas系统的基本原理 |
1.6.2 CRISPR/Cas系统在作物改良领域的应用和前景 |
1.7 调控作物复杂数量性状相关基因的发掘 |
1.8 全基因组关联分析在油菜功能基因发掘中的应用 |
1.9 本研究的目的、意义以及技术路线 |
第二章 甘蓝型油菜GDSL脂酶基因的全基因组分布及Seed Fatty Acid Reducer基因的鉴定 |
2.1 导言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 BnGDSLs在甘蓝型油菜基因组上的鉴定 |
2.2.2 BnGDSLs的系统进化分析和共线性分析 |
2.2.3 转录组数据分析 |
2.2.4 候选BnSFARs的获取 |
2.2.5 BnSFARs在种子发育过程中的表达分析 |
2.2.5.1 种子材料和发育时期选定 |
2.2.5.2 BnSFARs的特异引物设计 |
2.2.5.3 RT-qPCR实验步骤 |
2.2.5.4 表达数据分析 |
2.2.6 油菜种子含油量和油酸含量的测定 |
2.2.7 分布于BnSFARs的SNPs鉴定 |
2.3 实验结果 |
2.3.1 BnGDSLs的全基因组鉴定分析 |
2.3.2 种子发育时期的BnGDSLs表达分析 |
2.3.3 BnSFARs的筛选 |
2.3.4 种子中BnSFARs的表达模式分析 |
2.3.5 BnSFARs的序列变异对种子含油量以及脂肪酸组分的影响 |
2.4 讨论 |
第三章 Seed Fatty Acid Reducer基因的TILLING分析及多突变位点的聚合效应 |
3.1 导言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 目的基因的选择 |
3.2.2 M_2代EMS突变体的TILLING筛选 |
3.2.3 EMS单突变体和双突变体的选育 |
3.2.4 油菜生长条件 |
3.2.5 种子含油量测定 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 BnSFAR1和BnSFAR4 的诱变分析 |
3.3.2 EMS突变体的种子含油量分析 |
3.4 讨论 |
第四章 CRISPR/Cas9系统介导的甘蓝型油菜Seed Fatty Acid Reducer基因突变对种子含油量的影响 |
4.1 导言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 CRISPR/Cas9 载体构建 |
4.2.1.1 靶位点选择和引导RNA合成 |
4.2.1.2 pChimera重组载体的构建 |
4.2.1.3 pCas9-TPC重组载体的构建 |
4.2.2 油菜的转化 |
4.2.3 突变体鉴定 |
4.2.4 转基因植株材料和生长环境 |
4.2.5 突变体植株种子含油量测定 |
4.2.6 种子萌发和幼苗活力检测 |
4.2.7 油脂积累以及调动模式分析 |
4.2.8 油体鉴定分析 |
4.3 实验结果 |
4.3.1 BnSFARs靶位点确定及相应sgRNA设计 |
4.3.2 转基因植株的鉴定 |
4.3.3 转基因植株突变位点的鉴定 |
4.3.4 bnsfars突变体植株的种子含油量和千粒重分析 |
4.3.5 bnsfars突变体植株种子的油体鉴定和分析 |
4.3.6 bnsfars突变体的种子油脂积累分析 |
4.3.7 bnsfars突变体种子的活力分析 |
4.4 讨论 |
第五章 全基因组关联分析进一步发掘调控种子含油量的相关基因 |
5.1 导言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 油菜种质材料和种植条件 |
5.2.2 油菜种子含油量测定和表型分析 |
5.2.3SNPs鉴定和全基因组关联分析 |
5.2.4 顺式作用元件预测 |
5.3 实验结果 |
5.3.1 种子含油量的表型变异分析 |
5.3.2 种子含油量的全基因组关联分析 |
5.3.3 候选基因的筛选 |
5.3.4 Bna.PTL.C07对种子含油量的影响分析 |
5.4 讨论 |
第六章 全文总结与展望 |
参考文献 |
附录 |
(4)短周期甘蓝型油菜的鉴定及其遗传转化体系的建立(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略语 |
第1章 绪论 |
1.1 油菜早熟的研究进展 |
1.1.1 我国现有的油菜种植模式 |
1.1.2 拟南芥开花调控机理研究 |
1.1.3 油菜开花调控的研究进展 |
1.2 油菜再生体系研究进展 |
1.2.1 外植体类型及基因型对油菜再生的影响 |
1.2.2 培养基激素配比对油菜再生体系的影响 |
1.2.3 油菜再生中外植体褐化、玻璃化的处理 |
1.3 甘蓝型油菜遗传转化研究进展 |
1.3.1 现有的遗传转化方法 |
1.3.2 油菜外植体遗传转化体系 |
1.4 神经酸的生物合成及其应用研究进展 |
1.4.1 植物中脂肪酸的合成途径 |
1.4.2 植物中神经酸的应用现状及前景 |
1.5 实验方案设计 |
1.5.1 实验的目的意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
1.5.3 实验技术路线 |
第2章 短周期甘蓝型油菜的筛选鉴定 |
2.1 材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 主要仪器设备 |
2.2 方法 |
2.2.1 短周期油菜实验室种植 |
2.2.2 短周期油菜与中双11 杂交 |
2.2.3 基因芯片分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 生物性状改良及遗传稳定性鉴定 |
2.3.2 短周期油菜室内种植生长条件筛选 |
2.3.3 杂交油菜群体构建及遗传分析 |
2.3.4 50K芯片分析 |
2.4 讨论 |
第三章 短周期油菜再生体系的建立 |
3.1 材料 |
3.1.1 植物材料与药品 |
3.1.2 主要仪器设备 |
3.2 方法 |
3.2.1 外植体的准备 |
3.2.2 植物激素母液配制 |
3.2.3 子叶柄的再生培养 |
3.2.4 下胚轴的再生培养 |
3.2.5 再生植株的生根与移栽 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 子叶柄再生培养 |
3.3.2 下胚轴再生培养 |
3.4 讨论 |
第四章 农杆菌介导的短周期油菜的遗传转化体系的建立 |
4.1 材料 |
4.1.1 生物材料与药品 |
4.1.2 主要仪器设备 |
4.2 方法 |
4.2.1 培养基配制 |
4.2.2 CTAB提取液的配制 |
4.2.3 GUS染液的配制 |
4.2.4 载体的构建 |
4.2.5 外植体遗传转化 |
4.2.5.1 子叶柄遗传转化 |
4.2.5.2 下胚轴遗传转化 |
4.2.6 CTAB法提取DNA及 PCR鉴定 |
4.2.7 GUS染色观察 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 载体构建 |
4.3.2 子叶柄转化过程优化 |
4.3.3 下胚轴转化过程优化 |
4.3.4 短周期油菜外植体转化体系培养基配方 |
4.3.5 转化植株鉴定及染色观察 |
4.4 讨论 |
第五章 短周期油菜遗传转化的应用 |
5.1 材料 |
5.2 方法 |
5.2.1 基因克隆 |
5.2.2 载体构建 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 基因克隆及载体构建 |
5.3.2 遗传转化 |
5.3.3 转化株鉴定 |
5.3.4 阳性植株脂肪酸含量测定 |
5.4 讨论 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究结果和创新之处 |
6.2 存在的问题与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(5)活性氧在强抗寒甘蓝型冬油菜生长发育和冷胁迫下信号传导的作用机制(论文提纲范文)
摘要 |
Summary |
缩略词Abbreviation |
第一章 绪论 |
1.1 强抗寒甘蓝型油菜资源创制与抗寒研究进展 |
1.1.1 强抗寒甘蓝型油菜的创制与推广 |
1.1.2 强抗寒甘蓝型冬油菜抗寒研究进展 |
1.2 ROS的信号产生、传导机制及在植物生长发育过程中的作用 |
1.2.1 ROS的产生途径 |
1.2.2 ROS的动态信号传递机制 |
1.2.2.1 ROS波传递机理 |
1.2.2.2 维管束组织在ROS信号传递中的作用 |
1.2.3 ROS植物生长发育所必要的关键分子 |
1.2.3.1 ROS调控植物细胞的增殖与分化 |
1.2.4 适量的ROS作为逆境响应信号分子 |
1.2.4.1 ROS参与MAPK级联反应 |
1.2.4.2 ROS与 MAPK信号途径及植物激素(ABA、BR等)存在广泛的互作关系 |
1.2.5 过量的ROS不利于植物生长发育 |
1.2.5.1 ROS的清除机制 |
1.2.5.2 过量的ROS诱导植物细胞程序性死亡 |
1.3 研究目的意义 |
第二章 强抗寒甘蓝型冬油菜遗传背景及抗寒生理、生化和细胞学分析 |
2.1 试验材料与方法 |
2.1.1 材料处理 |
2.1.2 指标测定方法 |
2.1.2.1 生理生化指标测定方法 |
2.1.2.2 组织化学检测方法 |
2.1.3 细胞学分析方法 |
2.1.3.1 O_2~-亚细胞定位 |
2.1.3.2 电镜透射 |
2.1.4 甘蓝型油菜染色体核型及基因组原位杂交(GISH)分析 |
2.1.4.1 染色体制片 |
2.1.4.2 GISH分析 |
2.1.5 数据分析方法 |
2.2 结果分析 |
2.2.1 染色体组核型分析 |
2.2.2 强抗寒甘蓝型油菜16VHNTS309 GISH分析 |
2.2.3 冷胁迫处理后,甘蓝型油菜形态特征和生理生化指标分析 |
2.2.4 冷胁迫处理后,甘蓝型油菜H_2O_2和O_2~-定性分析 |
2.2.5 冷胁迫处理后,甘蓝型油菜组织中ROS(O_2~-)的分布规律 |
2.2.6 冷胁迫处理后,甘蓝型油菜细胞超微结构变化 |
2.3 讨论 |
2.3.1 强抗寒甘蓝型冬油菜16VHNTS309 遗传背景分析 |
2.3.2 冷胁迫引起的甘蓝型油菜生理、生化和形态特征差异性变化 |
2.3.3 低温胁引起的甘蓝型油菜细胞超微结构差异性变化 |
2.3.4 甘蓝型油菜受到冷胁迫应激后发生ROS“爆发”现象 |
2.3.5 甘蓝型油菜不同组织细胞中ROS产生机制存在差异性 |
2.3.6 甘蓝型油菜组织细胞中产生的ROS是一种动态信号分子 |
2.4 小结 |
第三章 ROS参与调控强抗寒甘蓝型冬油菜生长发育及冷胁迫信号响应传递 |
3.1 试验材料与方法 |
3.1.1 试验材料处理 |
3.1.2 强抗寒甘蓝型油菜16VHNTS309 再生体系建立 |
3.1.2.1 愈伤组织诱导培养 |
3.1.2.2 愈伤组织分化培养 |
3.1.2.3 Ag~+对芽诱导的影响 |
3.1.2.4 NAA对生根诱导的影响 |
3.1.3 ROS(O_2~-)亚细胞和超微结构定位 |
3.2 结果分析 |
3.2.1 不同浓度2,4 -D对强抗寒甘蓝型油菜愈伤组织诱导率的影响 |
3.2.2 不同浓度2,4 -D和6- BA对强抗寒甘蓝型油菜愈伤组织分化的影响 |
3.2.3 植物生长调节剂对愈伤组织生根的影响 |
3.2.4 ROS(O_2~-)在甘蓝型油菜愈伤组织中积累规律 |
3.2.5 ROS(O_2~-)参与调控甘蓝型油菜顶端分生组织细胞分裂 |
3.2.6 强抗寒甘蓝型油菜组织细胞中ROS(O_2~-)亚细胞定位 |
3.2.7 强抗寒甘蓝型油菜组织细胞中ROS(O_2~-)信号超微结构定位 |
3.3 讨论 |
3.3.1 不同浓度生长激素对强抗寒甘蓝型油菜再生体系建立的影响 |
3.3.2 ROS(O_2~-)积极参与调控强抗寒甘蓝型油菜组织细胞分裂 |
3.3.3 线粒体、叶绿体和质膜NADPH是甘蓝型油菜组织细胞ROS的主要来源机制 |
3.3.4 维管束组织是ROS信号长距离运输的快速通道 |
3.4 小结 |
第四章 强抗寒甘蓝型冬油菜ROS浓度阈值范围和ROS的动态平衡调节机制分析 |
4.1 试验材料及处理方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 试验处理 |
4.1.2.1 ROS阈值范围探究 |
4.1.2.2 ROS致死浓度及半致死浓度验证试验 |
4.1.3 指标测定 |
4.1.4 UPB1 基因克隆及序列比对分析 |
4.1.5 BCIP/NBT显色原位杂交 |
4.1.6 数据分析 |
4.2 结果分析 |
4.2.1 外源H_2O_2对强抗寒甘蓝型油菜种子发芽率的影响 |
4.2.2 外源H_2O_2对强抗寒甘蓝型油菜发芽长势的影响 |
4.2.3 外源H_2O_2对甘蓝型油菜种子或幼苗内含H_2O_2和O_2~-的影响 |
4.2.3.1 内含H_2O_2和O_2~-的定性分析 |
4.2.3.1 内含H_2O_2和O_2~-的定性分析 |
4.2.4 外源 H_2O_2对甘蓝型油菜种子或幼苗内源 SOD、POD和 CAT的影响 |
4.2.5 ROS阈值验证试验 |
4.2.6 强抗寒甘蓝型Bn UPB1 基因克隆及亚细胞定位 |
4.2.7 甘蓝型油菜Bn UPB1与O_2~-信号关联分析 |
4.3 讨论 |
4.3.1 O_2~-和H_2O_2在强抗寒甘蓝型油菜种子发芽过程中的分布差异性 |
4.3.2 Bn UPB1 在强抗寒甘蓝型油菜产生ROS动态平衡调节方面的作用 |
4.3.3 适宜H_2O_2浓度促进强抗寒甘蓝型油菜种子发芽 |
4.3.4 强抗寒甘蓝型油菜种子发芽半致死H_2O_2浓度阈值分析 |
4.3.5 强抗寒甘蓝型油菜种子发芽致死 H_2O_2 浓度阈值分析 |
4.3.6 不同浓度H_2O_2处理后,内含H_2O_2、O_2~-、SOD、POD和 CAT含量变化分析 |
4.4 小结 |
第五章 外施DPI验证NADPH酶在强抗寒甘蓝型油菜生长发育及冷胁迫信号传递中的作用 |
5.1 试验材料与方法 |
5.1.1 DPI抑制试验 |
5.1.1.1 强抗寒甘蓝型油菜无菌苗DPI抑制试验 |
5.1.1.2 强抗寒甘蓝型油菜叶和茎愈伤组织DPI抑制试验 |
5.1.1.3 强抗寒甘蓝型油菜种子DPI抑制试验 |
5.2 结果分析 |
5.2.1 DPI处理强抗寒甘蓝型油菜无菌苗后,O_2~-的分布规律变化 |
5.2.2 DIP处理强抗寒甘蓝型油菜愈伤组织后,O_2~-的积累规律变化 |
5.2.3 冷胁迫+DPI处理愈伤组织及无菌后,O_2~-的积累规律变化 |
5.2.4 DPI处理后的强抗寒甘蓝型油菜愈伤组织、叶和茎H_2O_2和O_2~-含量变化 |
5.2.5 DPI处理强抗寒甘蓝型油菜种子后,种子的发芽率及ROS规律变化 |
5.3 讨论 |
5.3.1 NADPH酶介导产生的ROS在强抗寒甘蓝型油菜种子发芽过程中的作用 |
5.3.2 NADPH酶是强抗寒甘蓝型油菜根毛细胞ROS的主要来源途径 |
5.3.3 NADPH酶介导产生的ROS在强抗寒甘蓝型油菜细胞分裂过程中的作用 |
5.3.4 NADPH酶介导产生的ROS在冷胁迫信号传递过程中的作用 |
5.4 小结 |
第六章 强抗寒甘蓝型冬油菜冷应答过程中与ROS产生、清除及信号传导相关的通路分析 |
6.1 试验处理及指标测定 |
6.1.1 试验处理 |
6.1.2 ABA、H2S和 VB6 指标测定方法 |
6.1.3 转录组数据测序和分析 |
6.1.4 qRT-PCR对差异基因进行验证 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 转录组测序质量统计 |
6.2.2 冷胁迫下差异基因表达分析 |
6.2.3 qRT-PCR 分析 |
6.2.4 差异表达基因GO富集分析 |
6.2.5 差异表达基因 KEGG 富集分析 |
6.3 讨论 |
6.3.1 强抗寒和弱抗寒甘蓝型油菜ROS清除机制差异性分析 |
6.3.1.1 强抗寒甘蓝型油菜维生素B_6的合成可有效清除体内过量的ROS |
6.3.1.2 过氧化物酶体在甘蓝型油菜细胞内维持ROS平衡的作用 |
6.3.1.3 强抗寒甘蓝型油菜硫代谢在ROS清除机制中的作用 |
6.3.1.4 强抗寒甘蓝型油菜油菜SOD和 CAT活性变化积极参与调控ROS代谢 |
6.3.1.5 甘蓝型油菜的强抗寒性与ROS和 Ca~(2+)信号互作存在一定的关联性 |
6.3.1.6 甘蓝型油菜的强抗寒性与ROS、MAPK和 WRKY等分子存在互作作用 |
6.3.1.7 甘蓝型油菜的强抗寒性与ROS、ABA和 H_2S互作存在关联性 |
6.3.1.8 过量的ROS会诱导VDAC上调表达,进而触发PCD |
6.4 小结 |
第七章 总结 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
在读期间发表论文和研究成果等 |
导师简介 |
(6)甘蓝型油菜BnaTT8基因突变体的创建及功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
1 前言 |
1.1 黄籽性状的研究进展 |
1.1.1 拟南芥中黄籽性状的研究进展 |
1.1.1.1 拟南芥中黄籽性状的形成 |
1.1.1.2 拟南芥中黄籽突变体的研究 |
1.1.1.3 拟南芥中类黄酮合成研究 |
1.1.2 油菜中黄籽性状的研究进展 |
1.1.2.1 油菜黄籽性状的遗传模式 |
1.1.2.2 油菜黄籽性状的定位研究 |
1.1.2.3 甘蓝型油菜中的TT同源基因的研究 |
1.2 基因编辑技术的研究进展 |
1.2.1 基因编辑技术的发展 |
1.2.2 CRISPR/Cas基因编辑技术系统的发展 |
1.2.3 基因编辑技术在植物中的应用 |
1.2.3.1 基因编辑技术在作物改良中的应用 |
1.2.3.2 基因编辑技术在作物育种中的应用 |
1.3 本研究的目的与意义 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 载体和菌株 |
2.1.3 主要试剂 |
2.1.4 试剂的配置 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 CRISPR/Cas9载体的构建 |
2.2.2 农杆菌介导的油菜下胚轴遗传转化 |
2.2.3 转基因植株的阳性检测 |
2.2.4 非变性PAGE胶检测转基因植株的编辑 |
2.2.5 编辑单株的突变基因型测序 |
2.2.5.1 PCR产物测序确定突变基因型 |
2.2.5.2 HI-TOM高通量测序确定编辑单株的突变基因型 |
2.2.6 种皮厚度的测量 |
2.2.7 石蜡切片的制备和细胞学观察 |
2.2.8 RNA样的采集与提取 |
2.2.9 反转录 |
2.2.10 表达分析 |
2.2.11 原花色素的香草醛和DMACA检测 |
2.2.12 气相色谱法测定甘蓝型油菜种子脂肪酸组成 |
2.2.13 NIRS法测定甘蓝型油菜种子含油量 |
2.2.14 脱靶检测 |
2.2.15 RNA-seq数据处理 |
2.2.15.1 原始数据的过滤 |
2.2.15.2 Reads的比对及DEGs 的筛选 |
2.2.15.3 差异基因GO功能分析和KEGG通路分析 |
2.2.15.4 qRT-PCR验证 |
2.2.16 代谢产物提取 |
3 实验结果与分析 |
3.1 BnaTT8基因克隆及序列分析 |
3.2 BnaTT8基因表达分析 |
3.3 BnaTT8靶基因的CRISPR/Cas9载体构建 |
3.4 编辑载体的遗传转化与再生植株的检测 |
3.4.1 编辑载体的遗传转化与再生植株的阳性鉴定 |
3.4.2 阳性植株的编辑鉴定与突变体的遗传分析 |
3.4.3 突变类型统计 |
3.5 BnaTT8突变导致内种皮PA积累缺失 |
3.5.1 BnaTT8基因的突变体的籽粒颜色变化 |
3.5.2 化学染色观察突变体对种皮发育过程中PA积累的影响 |
3.5.3 突变体对PA积累和种皮厚度影响的显微观察 |
3.6 BnaTT8突变对种子品质和产量性状的影响 |
3.6.1 BnaTT8突变对种子含油量和蛋白质含量的影响 |
3.6.2 BnaTT8突变对种子脂肪酸含量的影响 |
3.6.3 BnaTT8突变对产量相关性状的影响 |
3.7 T_0代编辑单株的脱靶分析检测 |
3.8 BnaTT8突变体和野生型种皮的转录组比较分析 |
3.8.1 RNA-seq数据分析 |
3.8.2 BnaTT8突变体和野生型种皮DEGs的筛选 |
3.8.3 BnaTT8突变体和野生型种皮DEGs的富集分析 |
3.8.4 BnaTT8突变体和野生型种皮中类黄酮合成相关基因的表达分析 |
3.8.5 qRT-PCR验证转录组结果 |
3.9 BnaTT8突变体的种子代谢组分析 |
3.10 BnaTT8基因突变对种子中脂肪酸合成相关基因表达的影响 |
4 讨论 |
4.1 CRISPR/Cas9系统在BnaTT8基因编辑中的应用 |
4.2 CRISPR/Cas9介导的BnaTT8突变体在育种中的应用前景 |
4.3 BnaTT8基因参与内种皮中PA的特异性积累 |
4.4 BnaTT8基因改变种子中含油量和脂肪酸组分的分子机理 |
4.5 基因编辑技术在作物中的应用前景与挑战 |
参考文献 |
附录 |
附录1 本研究所用的部分引物 |
附录2 甘蓝型油菜中BnaTT8基因的DNA序列比对信息 |
附录3 不同物种中TT8同源基因的进化树分析 |
附录4 T_2代中BnaTT8纯合突变体单株的预测氨基酸序列 |
附录5 作者简介及研究生阶段发表成果 |
致谢 |
(7)甘蓝型油菜抗草甘膦基因遗传转化及抗性鉴定(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
1 前言 |
1.1 转基因技术在作物育种中的应用 |
1.2 除草剂和抗除草剂转基因作物发展历程 |
1.2.1 除草剂种类 |
1.2.2 抗除草剂转基因作物研究进展 |
1.3 草甘膦和抗草甘膦作物研究进展 |
1.3.1 草甘膦及其作用机理 |
1.3.2 草甘膦抗性基因的研究进展 |
1.3.3 植物获得草甘膦抗性的途径 |
1.3.4 草甘膦及抗草甘膦作物面临的问题 |
1.4 抗草甘膦转基因油菜育种研究进展 |
1.5 昼夜节律调控对草甘膦耐受性的影响 |
1.6 本研究的目的与意义 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 转化受体 |
2.1.2 转化载体与菌株 |
2.1.3 主要试剂 |
2.1.4 遗传转化培养基的配制 |
2.1.5 主要试剂配制 |
2.1.6 引物设计 |
2.2 试验方法 |
2.2.1转化载体构建及电击法转化农杆菌GV3101 |
2.2.2 农杆菌介导的油菜下胚轴遗传转化 |
2.2.3 转基因植株阳性鉴定 |
2.2.4 转基因植株发芽处理及耐受性鉴定 |
2.2.5 转基因植株喷药处理及后期调查 |
2.2.6 表达量分析和Southern杂交分析 |
2.2.7 转基因植株田间喷药处理 |
2.2.8 数据统计和分析 |
3 结果分析 |
3.1 I.variabilis-EPSPS~*基因转化载体来源与结构 |
3.2 I.variabilis-EPSPS~*转基因油菜的培育和鉴定 |
3.2.1 农杆菌介导的遗传转化体系优化 |
3.2.2 I.variabilis-EPSPS~*转基因油菜的培育 |
3.2.3 转I.variabilis-EPSPS~*基因植株阳性鉴定 |
3.3 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代草甘膦耐受性分析 |
3.3.1 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代与受体材料草甘膦耐受性比较 |
3.3.2 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代与Bn C04EPSPS基因编辑材料草甘膦耐受性比较 |
3.3.3 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代与受体材料草甘膦药害等级比较 |
3.3.4 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代与受体材料莽草酸累积量比较 |
3.3.5 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代与受体材料田间草甘膦抗性比较 |
3.4 转I.variabilis-EPSPS~*基因植株后代稳定性分析 |
3.4.1 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代植株阳性鉴定 |
3.4.2 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代植株表达分析 |
3.4.3 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代植株转基因拷贝数分析 |
3.5 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代农艺性状考察 |
3.5.1 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代与受体材料温室农艺性状比较 |
3.5.2 转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代与CP4-EPSPS转基因材料田间产量比较 |
3.6 昼夜节律调控对转I.variabilis-EPSPS~*基因T1代草甘膦耐受性的影响 |
3.7 转I.variabilis-EPSPS~*基因T2代耐受性曲线分析 |
4.讨论 |
4.1 导致转基因株转化率和阳性率过低的主要因素 |
4.2 抗草甘膦基因和作物获得途径的思考 |
4.3 转I.variabilis-EPSPS~*基因油菜用于用于实际生产的思考 |
4.4 抗草甘膦性状在油菜生产和种质资源中的展望 |
4.5 下一步的工作计划 |
参考文献 |
致谢 |
(8)油菜BnaSDG26和BnaRING1a/b基因的进化分析和功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 多倍体化与植物发育 |
1.2.2 植物表观遗传修饰 |
1.2.3 SDG26与SDG家族 |
1.2.4 RING1与PRC1 |
1.2.5 基因编辑技术与CRISPR/Cas9系统 |
1.3 研究目的与意义 |
第二章 芸薹植物SDG26和RING1a/b基因系统进化分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 材料 |
2.1.2 方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 白菜、甘蓝和甘蓝型油菜中共存在5个SDG26和12个RING1a/b同源基因 |
2.2.2 SDG26同源基因结构和蛋白质功能结构域解析 |
2.2.3 RING1a/b同源基因结构和蛋白质功能结构域解析 |
2.2.4 SDG26和RING1a/b同源基因启动子区域顺式作用元件分布 |
2.2.5 BnaSDG26和BnaRING1a/b在各组织部位中普遍表达 |
2.3 讨论 |
第三章 CRISPR/Cas9系统在油菜的应用与多类转基因材料获得 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 克隆获得4个芸薹植物SDG26同源基因 |
3.2.2 成功构建4个芸薹SDG26基因表达载体并转入农杆菌 |
3.2.3 鉴定获得8组芸薹SDG26与拟南芥基因组融合的转基因植株 |
3.2.4 确定转基因拟南芥植株中SDG26基因表达模式 |
3.2.5 建立并应用甘蓝型油菜下胚轴的遗传转化体系 |
3.2.6 获得5株BnaSDG26.A2和3株BnaSDG26.C基因过量表达的转基因油菜 |
3.2.7 成功构建3个BnaSDG26 基因同时定向编辑的CRISPR/Cas9双靶点质粒 |
3.2.8 获得22株T1代甘蓝型油菜CRISPR/Cas9转基因植株 |
3.2.9 获得16株BnaSDG26基因被编辑的甘蓝型油菜 |
3.2.10 油菜编辑突变体基因遗传分离符合孟德尔分离定律 |
3.2.11 筛选鉴定理想基因型的T2代油菜基因编辑突变体 |
3.2.12 排除油菜基因编辑突变体内潜在的脱靶现象 |
3.3 讨论 |
第四章 甘蓝型油菜BnaSDG26基因功能的初步研究 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 实验方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 芸薹植物SDG26与AtSDG26氨基酸序列存在差异 |
4.2.2 芸薹植物SDG26 不能与AtSDG26功能互补 |
4.2.3 BnaSDG26调控开花的功能发生歧化 |
4.2.4 BnaSDG26突变体中花序分枝新表型 |
4.2.5 利用转录组测序筛选BnaSDG26基因不同表达背景的差异表达基因 |
4.2.6 筛选获得281个呈梯度表达趋势的差异表达基因 |
4.2.7 差异表达基因与植物激素的响应与转导相关 |
4.3 讨论 |
第五章 甘蓝型油菜BnaRING1a/b基因功能初探 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 实验材料 |
5.1.2 方法 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 克隆4个BnaRING1a基因和2个BnaRING1b基因 |
5.2.2 BnaRING1a/b含保守C3H1C4型RING结构 |
5.2.3 获得BnaRING1a/b双基因同干扰的转基因油菜 |
5.2.4 T2代BnaRING1a/b双基因同干扰植株与atring1a;b突变体花序表型相同 |
5.2.5 BnaRING1a/b基因编辑突变体的获得 |
5.3 讨论 |
第六章 全文总结与创新点 |
6.1 全文总结 |
6.2 本研究创新点 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
(9)羽衣甘蓝粉色叶基因的功能分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 植物花青素合成途径 |
1.2 花青素合成相关的结构基因和转录因子 |
1.2.1 结构基因对花青素合成的影响 |
1.2.2 转录因子对花青素合成的影响 |
1.3 植物遗传转化方法 |
1.3.1 农杆菌介导法 |
1.3.2 影响芸薹属植物根癌农杆菌转化效率的因素 |
1.4 VIGS技术 |
1.4.1 VIGS的分子机制 |
1.4.2 VIGS技术在探究植物基因功能中的应用 |
1.4.3 VIGS技术的影响因素 |
1.5 本研究的目的意义与技术路线 |
1.5.1 本研究的目的与意义 |
1.5.2 本研究的技术路线 |
第二章 羽衣甘蓝粉色叶相关基因表达分析 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 试验试剂 |
2.1.3 试验仪器 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 试剂盒法提取总RNA |
2.2.2 琼脂糖凝胶电泳检测RNA质量检测 |
2.2.3 试剂盒法反转录cDNA |
2.2.4 半定量RT-PCR |
2.2.5 定量PCR分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 RNA提取质量检测 |
2.3.2 羽衣甘蓝中BoDFR、BoMYB2表达量分析 |
2.3.3 芸薹属近缘蔬菜中BoDFR、BoMYB2表达量分析 |
2.4 讨论 |
第三章 BoDFR基因在羽衣甘蓝中过量表达 |
3.1 试验材料 |
3.1.1 植物材料 |
3.1.2 试验试剂 |
3.1.3 试验仪器 |
3.1.4 遗传转化培养基配制 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 农杆菌的转化 |
3.2.2 农杆菌活化及侵染液的制备 |
3.2.3 羽衣甘蓝播种 |
3.2.4 羽衣甘蓝遗传转化 |
3.2.5 转基因羽衣甘蓝PCR检测 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 pCAMBIA1301-DFR农杆菌转化及鉴定 |
3.3.2 抗性植株的获得 |
3.3.3 转基因植株的鉴定 |
3.4 讨论 |
第四章 BoDFR基因在拟南芥中过量表达 |
4.1 试验材料 |
4.1.1 植物材料 |
4.1.2 试验试剂 |
4.1.3 试验仪器 |
4.1.4 培养基配制 |
4.2 试验方法 |
4.2.1 拟南芥的准备 |
4.2.2 花序浸染法转化拟南芥 |
4.2.3 卡那霉素筛选浓度的确定 |
4.2.4 转基因拟南芥的鉴定与分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 转基因拟南芥卡那霉素筛选浓度的确定 |
4.3.3 转基因拟南芥的获得 |
4.3.4 转基因拟南芥PCR检测 |
4.3.5 转基因拟南芥花青素含量测定 |
4.4 讨论 |
第五章 BoDFR基因在羽衣甘蓝中瞬时沉默 |
5.1 试验材料 |
5.1.1 植物材料 |
5.1.2 试验试剂 |
5.1.3 试验仪器 |
5.2 试验方法 |
5.2.1 农杆菌活化及侵染液的制备 |
5.2.2 VIGS注射转化 |
5.2.3 沉默结果检测 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 沉默后表型观察 |
5.3.2 沉默后植株的病毒分子检测 |
5.3.3 沉默后BoDFR基因的表达情况 |
5.3.4 沉默前后花青素含量测定 |
5.4 讨论 |
第六章 羽衣甘蓝BoDFR基因分子标记开发 |
6.1 试验材料 |
6.1.1 植物材料 |
6.1.2 试验试剂 |
6.1.3 试验仪器 |
6.2 试验方法 |
6.2.1 BoDFR基因功能标记的开发 |
6.2.2 羽衣甘蓝叶片DNA的提取 |
6.2.3 PCR反应体系及条件 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 显性标记在羽衣甘蓝红白品种中的应用 |
6.3.2 共显性标记在羽衣甘蓝红白品种中的应用 |
6.4 讨论 |
第七章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的论文 |
(10)菜心原生质体游离条件的优化(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 无菌苗的获得 |
1.2 酶液的准备 |
1.3 原生质体的游离 |
1.3.1 不同材料的选择 |
1.3.2 纤维素酶浓度设置 |
1.3.3 果胶酶浓度设置 |
1.3.4 渗透浓度设置 |
1.3.5 酶解时间设置 |
1.4 原生质体的纯化与计数 |
2 结果与分析 |
2.1 不同材料对菜心原生质体游离的影响 |
2.2 酶液浓度菜心原生质体游离的影响 |
2.3 甘露醇浓度对菜心原生质体游离的影响 |
2.4 酶解时间对菜心原生质体游离的影响 |
3 讨论 |
四、培养条件对甘蓝型黄籽油菜下胚轴的再生影响(论文参考文献)
- [1]油菜种子脂肪酸消减基因的功能解析及含油量相关基因发掘[D]. 王昊一. 浙江大学, 2021
- [2]甘蓝型油菜BnTT8基因组编辑载体的构建及其遗传转化[D]. 李刚. 长江大学, 2021
- [3]短周期甘蓝型油菜的鉴定及其遗传转化体系的建立[D]. 杨伟光. 浙江理工大学, 2021
- [4]短周期甘蓝型油菜的鉴定及其遗传转化体系的建立[D]. 杨伟光. 浙江理工大学, 2021
- [5]活性氧在强抗寒甘蓝型冬油菜生长发育和冷胁迫下信号传导的作用机制[D]. 祁伟亮. 甘肃农业大学, 2021(01)
- [6]甘蓝型油菜BnaTT8基因突变体的创建及功能研究[D]. 翟云孤. 华中农业大学, 2021
- [7]甘蓝型油菜抗草甘膦基因遗传转化及抗性鉴定[D]. 杜帅. 华中农业大学, 2020(05)
- [8]油菜BnaSDG26和BnaRING1a/b基因的进化分析和功能研究[D]. 金璐. 湖南农业大学, 2020(01)
- [9]羽衣甘蓝粉色叶基因的功能分析[D]. 王欢. 沈阳农业大学, 2020(08)
- [10]菜心原生质体游离条件的优化[J]. 何映华,何荧,周玲艳,潘伟明. 农业与技术, 2020(07)