一个玉米RING蛋白基因克隆和功能分析

论文摘要

产量性状在作物育种中起着十分重要的作用,本研究从玉米中克隆了一个水稻产量性状主效基因GW2的同源基因,命名为ZmGW2。利用生物信息学分析该基因的初步结构和功能;半定量RT-PCR检测ZmGW2在不同组织、不同处理下的表达情况;采用农杆菌介导的转基因技术,将ZmGW2导入拟南芥以及玉米中。主要结果如下:1.生物信息学分析,推测ZmGW2蛋白含有431个氨基酸,且也具有RING指结构。所有的RING指蛋白都如E3泛素蛋白质连接酶,参与一系列生物学领域。2.半定量RT-PCR分析表明,ZmGW2可以被高盐（NaCl）和脱落酸（ABA）诱导,且具有抵抗干旱和冷害的能力。另外,在不同的组织中,ZmGW2的表达模式也不一样,在茎和子粒中相对较高,而且在子代品种的花丝中ZmGW2的表达量比亲本高。这些结果表明,ZmGW2可能在产量方面、植物逆境反应及生殖生长发育过程中起多重作用。3.构建ZmGW2过表达载体和AtGW2 RNA干扰植物转化载体并转化拟南芥,获得的转基因pSuperCAMBIA1300（+）ihpAtGW2后代植株的子粒比转基因pSuperCAMBIA1300（+）ZmGW2的更大,千粒重相对也高,这表明ZmGW2、AtGW2负调控拟南芥子粒大小及粒重。4.以野生型拟南芥作对照,对转基因pSuperCAMBIA1300（+）ZmGW2拟南芥T1代进行干旱（土壤含水量36%）处理、低温（-6℃）处理以及NaCl、ABA不同浓度下的诱导,结果显示转基因pSuperCAMBIA1300（+）ZmGW2拟南芥幼苗的生长情况均好于野生型拟南芥。这表明ZmGW2参与了逆境胁迫响应。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 植物胁迫的分子生物学机制简述
• 1.2 基因克隆与载体构建
• 1.2.1 目的基因克隆的方法
• 1.2.2 载体构建
• 1.3 遗传转化研究概况
• 1.4 RING 型E3 泛素连接酶
• 1.4.1 E3 泛素连接酶
• 1.4.2 RING 型E3 泛素连接酶
• 1.5 RING 蛋白基因的研究进展
• 1.5.1 RING 型E3 泛素连接酶的研究进展
• 1.5.2 GW2 的研究进展
• 1.6 研究的目的与意义
• 第2章 ZmGW2 的克隆与分析
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 植物材料和处理
• 2.1.2 试剂
• 2.2 结果分析
• 2.2.1 ZmGW2 序列的克隆和DNA 序列的分析
• 2.2.2 ZmGW2 蛋白序列的相关分析
• 第3章 不同组织中、不同处理下ZmGW2 的表达分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 植物材料和处理
• 3.1.2 试剂
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 苗期ZmGW2 的表达分析
• 3.2.2 花期ZmGW2 的表达分析
• 第4章 过表达及沉默GW2 表达载体的构建
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 表达载体的构建流程
• 4.2.2 表达载体构建鉴定图
• 第5章 转基因植株的获得与检测
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 拟南芥转基因植株的检测
• 5.2.2 玉米转基因植株的检测
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文