GH3.9基因过表达对拟南芥生长发育的影响研究--《湖南大学》2013年硕士论文
GH3.9基因过表达对拟南芥生长发育的影响研究
【摘要】：生长素是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，它直接参与植物根茎的生长和发育、顶端优势维持、胚胎中轴建立、植物的向地和向光反应以及刺激花***生长等诸多过程，在植物整个生命周期过程中发挥着重要调节作用。生长素早期响应基因是指经生长素处理后能迅速被激活转录的一些基因。其中GH3基因家族属于典型的生长素早期响应基因，拟南芥***含有20个GH3基因，表达产物GH3蛋白被发现具有吲哚乙酸（IAA)等植物生长素氨基酸化合成酶的功能，不仅能调整植物体内活性生长素浓度，影响植物生长发育；参与植物防卫反应从而增强植物抗逆性；而且还能参与光反应调控过程，促进光能的吸收。
GH3.9基因是GH3家族中比较特殊的成员，它具有对低浓度外源生长素不敏感的特点。目前该领域的研究仅限于功能缺失突变体，本文拟对GH3.9基因过表达突变体的功能进行探讨。
首先利用生物信息学方法对GH3.9基因进行表达和功能预测，再通过RT-PCR分析结果显示：GH3.9基因在野生型拟南芥的表达具有组织***特异性，表达水平由高到低依次为：种子、茎、根、叶、花。
接着以农杆菌介导的pEGAD-GH3.9转染和Basta筛选获得的过表达突变体纯合子为材料，首先考察野生型和过表达植株种子的萌发率，发现与野生型相比，种子的萌发率没有影响，从而推测GH3.9基因对种子的萌发没有调控作用；随后用不同强度的蓝光、红光和远红光处理播种后的种子，发现过表达植株在暗视野和弱光下下胚轴与野生型没有差异，但是在强光下下胚轴的生长比野生型受到更强的抑制，提示GH3.9基因参与了光对植物生长发育的调控；进一步用不同光照形式的白光处理，结果显示过表达植株的下胚轴生长速度相比较于野生型均显著降低；最后比较野生型和过表达植株的相关形态学指标，发现与野生型相比，过表达的雄蕊跟雌蕊的长度比值明显降低，果荚和植株明显变短变矮，植株成熟期显著延长，表明GH3.9基因除了种子的萌发过程，在植物生长发育的其它阶段都起到重要的调控作用。
【关键词】：
【学位授予单位】：湖南大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：Q943.2【目录】：
摘要6-7Abstract7-11插图索引11-12缩略词12-13第1章 绪论13-22 1.1 植物生长素13-16
1.1.1 生长素的发现、分布及生物合成13-14
1.1.2 植物生长素的存在状态及生理效应14
1.1.3 植物生长素早期响应基因14-16 1.2 GH3基因家族16-19
1.2.1 GH3蛋白的分类16-17
1.2.2 GH3蛋白的结构17
1.2.3 GH3基因的功能17-19 1.3 光与植物生长19-20
1.3.1 光质与植物生长19-20
1.3.2 光强与植物生长20 1.4 本论文的目的意义及内容20-22第2章 拟南芥GH3.9基因的表达模式分析22-33 2.1 实验材料、试剂与仪器22-23
2.1.1 实验材料22
2.1.2 实验试剂22-23
2.1.3 实验仪器23 2.2 实验方法23-26
2.2.1 生物信息学分析23-24
2.2.2 拟南芥材料的采集和处理24
2.2.3 总RNA提取和逆转录反应24-26
2.2.4 荧光定量RT-PCR检测方法26 2.3 结果与讨论26-32
2.3.1 GH3.9基因转录调控元件的分析26-28
2.3.2 GH3.9蛋白的信号肽序列分析28-29
2.3.3 GH3.9蛋白亲疏水性分析29-30
2.3.4 GH3.9基因表达的***及时空特异性分析30-32
2.3.5 GH3.9基因的组织***表达情况32 2.4 本章小结32-33第3章 GH3.9基因过表达对拟南芥生长发育的影响33-48 3.1 实验材料、试剂与仪器33-34
3.1.1 实验材料33
3.1.2 实验试剂33-34
3.1.3 光源34
3.1.4 实验仪器34 3.2 实验方法34-40
3.2.1 拟南芥材料的采集和处理34-35
3.2.2 GH3.9基因过表达载体的构建35-38
3.2.3 GH3.9基因过表达植株纯合子的筛选38-39
3.2.4 种子萌发率统计39
3.2.5 过表达植株表型分析39-40 3.3 结果与讨论40-47
3.3.1 GH3.9基因过表达植株分子鉴定40
3.3.2 GH3.9基因过表达对种子萌发的影响40-41
3.3.3 GH3.9基因过表达对幼苗下胚轴伸长的影响41-45
3.3.4 GH3.9基因过表达对花发育的影响45
3.3.5 GH3.9基因过表达对果荚及成年植株生长的影响45-47 3.4 本章小结47-48结论48-50参考文献50-55附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录55-56致谢56
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