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小麦小GTP结合蛋白基因TaRab2和TaRab7的分离与鉴定

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第一章绪论

第一节文献综述

1.1干旱对植物生长的影响

1.2干旱胁迫应答基因

1.3应答干旱胁迫的信号转导

1.4 Rab小GTP结合蛋白的功能

第二节本研究的目的意义

第二章小麦小GTP结合蛋白基因TaRab2的分离和鉴定

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 TaRab2 cDNA序列分离及分析

2.2.2小麦TaRab2的Southern分析

2.2.3 TraRab2的亚细胞定位

2.2.4 TaRab2编码蛋白分析

2.2.5 TaRab2表达分析

2.2.6转基因拟南芥幼苗生长加速

2.2.7转基因拟南芥幼苗对渗透胁迫抗性增强

2.3讨论

2.4小结

第三章小麦小GTP结合蛋白基因TaRab7的分离和功能分析

3.1材料与方法

3.1.1生物材料

3.1.2试验方法

3.2结果与分析

3.2.1 TaRab7序列分离及分析

3.2.2 TaRab7编码蛋白分析

3.2.3 TaRab7表达分析

3.2.4拟南芥转基因植株的RT-PCR及Western检测

3.2.5 GFP-TraRab7融合蛋白在拟南芥根中的表达

3.2.6转基因拟南芥对ABA不敏感

3.2.7转基因拟南芥对渗透胁迫抗性增强

3.2.8转基因拟南芥对干旱胁迫抗性增强

3.2.9转基因拟南芥干旱胁迫下抗氧化酶活力及过氧化氢含量的变化

3.3讨论

3.4小结

参考文献

致谢

博士后期间取得的成果

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摘要

干旱是严重影响植物生长发育的重要环境胁迫因子之一,植物的抗旱性反应是一个涉及到众多基因,受多途径调控的复杂过程,并且不同的植物对胁迫的反应和适应也是复杂的和高度可变的。小麦是世界上第一大粮食作物,全面了解小麦抗旱机制、利用转基因技术培育高效抗旱新品种对保障世界粮食生产具有重要意义。本研究旨在克隆小麦抗旱相关基因,验证其功能,探讨其抗旱机制,为解析复杂的抗旱调控网络提供分子基础。主要的研究进展如下: 通过对小麦幼苗水分胁迫诱导表达cDNA文库的筛选,采用电子克隆和RT-PCR技术,获得与Rab2和Rab7基因高度同源的小GTP结合蛋白基因TaRab2和TaRab7。Southern杂交以及来自普通小麦及其二倍体供体材料的序列分析结果表明,TaRab2在小麦A、B、D基因组上都是单拷贝的,且不同基因组成员编码的蛋白序列完全相同;TaRab7有两种编码序列,其中的一种由于16bp的插入而导致蛋白序列提前终止。通过在大肠杆菌中过量表达,并经亲和层析纯化获得了TaRab2和TaRab7两个基因的完整编码产物,进一步的实验表明它们均具有GTP结合功能。RT-PCR和Northern杂交结果表明:TaRab2在小麦种子萌发期表达量较高,随着苗龄的增长,表达量呈下降趋势,当幼苗受干旱和盐胁迫时,TaRab2表达明显升高;而TaRab7受干旱和ABA诱导上调表达。转基因拟南芥分析表明,TaRab2过表达能提高转基因拟南芥在萌发期对渗透胁迫的抗性,且早期生长较野生型快速;TaRab7表达能提高转基因植株对渗透胁迫以及土壤干旱的抗性,在干旱胁迫早期,TaRab7的过表达引起了拟南芥植株H2O2含量的增加,同时也引起了抗氧化酶活力的增强,在干旱胁迫后期,H2O2积累较野生型少,而抗氧化酶CAT、APX活力较野生型高。

著录项

  • 作者

    李绪彦;

  • 作者单位

    中国农业科学院;

  • 授予单位 中国农业科学院;
  • 学科 生物化学与分子生物学
  • 授予学位 博士后
  • 导师姓名 景蕊莲;
  • 年度 2007
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 小麦;
  • 关键词

    小麦; 基因表达; 基因克隆; 小GTP结合蛋白;

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