水稻Hsp74.8基因的初步功能研究和两个水稻MYB基因的过表达载体构建

水稻Hsp74.8基因的初步功能研究和两个水稻MYB基因的过表达载体构建

论文摘要

水稻是我国最重要的粮食作物之一,保持水稻稳定生产对国家的粮食安全有着重要的影响。近年来随着全球气候变暖,各种灾害性气候频发,对水稻的生长和产量造成了严重的危害。利用基因工程手段和分子生物学技术研究水稻非生物胁迫应答过程中关键的调节基因和重要的功能基因,并阐明其分子机制和调控网络,然后通过转基因技术加以利用,对农作物的遗传改良有重要意义。热激蛋白(Heat shock proteins, Hsps)是与逆境胁迫相关的一类重要的诱导蛋白,它受很多非生物逆境的诱导如干旱、高温、高盐等,可以提高植物抗御逆境胁迫的能力,Hsp90s是热激蛋白家族中的成员之一。转录因子对植物的生长发育以及逆境胁迫下的应答有着调控作用,其中MYB类转录因子是与植物非生物逆境胁迫相关的重要转录因子。本研究对过表达OsHsp74.8转基因水稻的各个时期进行了多种逆境处理;构建了OsMyb51.6和OsMyb41.6基因的过表达载体。主要取得以下研究成果:1、实验通过农杆菌介导的方法,将Hsp74.8基因的过表达载体转入水稻品种日本晴中,并从转录水平证实获得了阳性植株。通过对Hsp74.8过表达转基因水稻的干旱逆境胁迫处理发现:在幼苗期,OsHsp74.8-OE转基因种子的萌发情况相对野生型要好,发芽率也较野生型高,幼苗的根、苗的长度和高度都高于野生型;高盐逆境胁迫下,OsHsp74.8-OE转基因种子的发芽率较野生型要高,幼苗根、苗的长度也高于野生型。2、在干旱处理下,开花期OsHsp74.8-OE转基因植株的表型明显要好于野生型,耐旱能力较野生型要强。对干旱胁迫下开花期OsHsp74.8-OE转基因植株的生理生化指标检测发现转基因植株MDA含量较少,叶片电导率较底,而脯氨酸含量明显高出野生型植株,符合干旱胁迫下的表型差异,说明Hsp74.8基因的过表达在一定程度上提高了水稻对干旱逆境胁迫的抗性。在高温处理下,开花期OsHsp74.8-OE转基因植株的生理生化指标测定也得到了类似的结果,说明Hsp74.8基因的过表达有可能也提高了水稻对高温逆境胁迫的抗性。3、实验设计了OsMyb51.6和OsMyb41.6基因的扩增引物,通过PCR获得了目的基因全长片段,并将目的片端连接到植物表达载体pCAMBIA1301M上构建成过表达载体p1301-OsMyb51.6-OE和p1301-OsMyb41.6-OE。经PCR和双酶切验证的过表达载体p1301-OsMyb51.6-OE和p1301-OsMyb41.6-OE通过冻融法转入农杆菌,为通过转基因研究OsMyb51.6和OsMyb41.6基因功能奠定了基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  • 1. Hsp90s的研究进展
  • 1.1 Hsp90的结构特征
  • 1.2 植物Hsp90s的功能
  • 2. MYB转录因子的研究进展
  • 2.1 MYB转录因子的结构特点
  • 2.2 植物MYB转录因子在调控生长和代谢中的作用
  • 2.3 MYB转录因子在植物应答非生物逆境中的功能
  • 3. 植物抗逆性相关的生理生化指标
  • 3.1 脯氨酸
  • 3.2 丙二醛
  • 3.3 相对电导率
  • 3.4 超氧化物歧化酶
  • 4. 实验研究的目的与意义
  • 第二章 水稻OsHsp74.8基因功能的研究
  • 1. 材料与试剂
  • 1.1 材料
  • 1.2 主要的试剂
  • 1.3 常用的实验仪器
  • 1.4 常用的培养基
  • 2. 实验的方法
  • 2.1 引物设计
  • 2.2 过表达载体的转化
  • 2.3 过表达植株的检测
  • 2.4 生理生化指标测定方法
  • 2.5 转基因水稻对不同非生物逆境的响应
  • 3. 结果与分析
  • 3.1 转基因植株的过表达检测
  • 3.2 幼苗期转基因水稻的抗逆实验分析
  • 3.3 转基因水稻开花期的抗逆实验分析
  • 4. 小结与讨论
  • 第三章 OsMyb41.6和OsMyb51.6基因的过表达载体构建
  • 1. 材料与试剂
  • 1.1 实验材料
  • 1.2 实验所用试剂
  • 1.3 常用实验仪器
  • 2. 试验的方法
  • 2.1 过表达载体构建的技术路线
  • 2.2 引物设计
  • 2.3 CTAB法提取植物DNA
  • 2.4 目的基因的扩增
  • 2.5 扩增目的片段和表达载体的双酶切及纯化回收
  • 2.6 双酶切后表达载体与目的基因片断的连接
  • 2.7 大肠杆菌、农杆菌感受态制备
  • 2.8 大肠杆菌的热激转化
  • 2.9 过表达载体在大肠杆菌中的检测
  • 2.10 农杆菌的热激转化
  • 3. 实验结果
  • 3.1 OsMyb51.6与OsMyb41.6基因片段的扩增
  • 3.2 OsMyb51.6与OsMyb41.6重组质粒双酶切检测
  • 4. 小结与讨论
  • 第四章 结论与今后研究设想
  • 1.结论
  • 2.下一步研究计划
  • 参考文献
  • 附录
  • 附录1 缩写词(Abbreviation)
  • 附录2 遗传转化的基本培养基(mg/L)
  • 致谢
  • 作者简介
  • 个人信息
  • 教育背景
  • 在读期间发表论文
  • 相关论文文献

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