燕麦胚乳油脂积累中转录因子WRI1和ABI3的调控作用
发布时间：2023-03-15 17:28
燕麦(AvenasativaL.)与其他谷物在胚乳中积累淀粉不同,胚乳含有丰富的油脂,主要由三酰甘油组成。解析燕麦胚乳中油脂积累的特殊机制,对于未来利用高光效C4植物胚乳生产植物油具有重要的理论指导意义。三酰甘油的生物合成途径在油料作物模式植物拟南芥中已有了相对深入的研究,但参与该途径的正向调控因子仅有WRINKLED 1(WRI1)、FUSCA3(FUS3)、LEAFY COTYLEDON 1(LEC1)和 LEAFY COTYLEDON 2(LEC2)等少数被报道。本研究在分析不同燕麦品种的油脂积累特征的基础上,通过分析燕麦转录组数据,对在胚乳中高表达的WRI1和ABA INSENSITIVE 3(ABI3)开展了研究。此外,鉴于燕麦分子生物学研究相对滞后,本研究还对燕麦不同组织/器官中的内参基因进行了筛选和评价。本研究主要获得以下结果:(1)通过分析燕麦胚乳不同发育时期的多种脂类的积累模式,同时,通过将目前仅有的燕麦种子转录组与胚乳几乎不含油的小麦(Triticum aestivum)胚乳转录组和胚乳含油的双子叶植物蓖麻(Ricinus communis)胚乳转录组进行比较,结合...
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 燕麦的富油胚乳及内参基因研究
1.1.1 燕麦的栽培和育种
1.1.2 燕麦的富油胚乳
1.1.3 燕麦中的内参基因
1.2 植物油脂积累研究进展
1.2.1 植物油脂的重要价值
1.2.2 质体中的脂肪酸合成
1.2.3 内质网中的三酰甘油装配
1.2.4 脂滴蛋白参与脂滴形成
1.3 植物油脂积累的转录因子
1.3.1 植物油脂积累相关转录因子的简介
1.3.2 转录因子WRI1的研究进展
1.3.3 转录因子ABI3的研究进展
1.4 本研究目的和意义
第二章 燕麦胚乳脂质积累与转录因子表达分析
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 试验材料及培养条件
2.2.2 脂质含量的薄层色谱分析
2.2.3 脂质含量的气相色谱分析
2.2.4 脂质含量的液相色谱-质谱联合分析
2.3 结果与分析
2.3.1 燕麦胚乳中积累大量三酰甘油
2.3.2 高油与中油燕麦胚乳中脂质的积累模式
2.3.3 燕麦种子转录组与小麦和蓖麻转录组中转录因子的比较分析
2.4 讨论
第三章 异源六倍体燕麦中多拷贝内参基因的筛选和评价
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 试验材料及培养条件
3.2.2 总RNA提取及cDNA单链合成
3.2.3 候选内参基因选择及引物设计
3.2.4 候选内参基因的实时荧光定量PCR分析
3.2.5 候选内参基因稳定性的评估算法
3.3 结果与分析
3.3.1 燕麦候选内参基因的筛选
3.3.2 引物特异性及PCR扩增效率的检验
3.3.3 候选内参基因的稳定性评估
3.3.4 候选内参基因的可行性验证
3.4 讨论
第四章 WRI1同源基因在富油燕麦胚乳中的功能鉴定
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 试验材料及培养条件
4.2.2 脂肪酸含量测定
4.2.3 总RNA提取及基因片段扩增
4.2.4 多序列比对和进化树分析
4.2.5 基因表达的实时荧光定量PCR分析
4.2.6 植物表达载体构建
4.2.7 植物材料转化
4.3 结果与分析
4.3.1 WRI1及其靶基因在燕麦和蓖麻胚乳中高表达
4.3.2 燕麦和蓖麻胚乳中分别有三个和一个WRI1同源基因
4.3.3 AsWRI1s和RcWRI1在植物体内均有功能
4.3.4 过表达AsWRI1s和RcWRI1可提高拟南芥种子和BY2细胞的含油量
4.3.5 过表达AsWRI1s和RcWRI1可激活下游基因的表达
4.4 讨论
第五章 ABI3不依赖于FUS3激活三酰甘油积累
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 试验材料及培养条件
5.2.2 基因组DNA提取
5.2.3 基因片段扩增及植物表达载体构建
5.2.4 烟草BY2细胞和拟南芥幼苗及叶片的雌二醇诱导
5.2.5 脂肪酸含量测定
5.2.6 脂滴的显微观察分析
5.2.7 实时荧光定量PCR分析
5.2.8 转录组测序分析
5.3 结果与分析
5.3.1 abi3突变体中的油脂积累缺陷
5.3.2 ABI3造成烟草BY2细胞中的三酰甘油积累和脂滴增加
5.3.3 ABI3激活拟南芥莲座叶中的三酰甘油积累
5.3.4 ABI3独立激活fus3-T莲座叶中的三酰甘油积累
5.3.5 ABI3过表达转录组中脂滴蛋白基因和WRI1上调
5.3.6 ABI3激活植物体中脂滴蛋白基因和WRI1的表达
5.4 讨论
5.4.1 ABI3是油脂积累的正向调控因子
5.4.2 ABI3不依赖于FUS3激活油脂积累
5.4.3 ABI3通过上调脂滴蛋白基因和WRI1激活油脂积累
第六章 结论与创新点
6.1 结论
6.2 创新点
参考文献
致谢
个人简历
本文编号：3762936
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 燕麦的富油胚乳及内参基因研究
1.1.1 燕麦的栽培和育种
1.1.2 燕麦的富油胚乳
1.1.3 燕麦中的内参基因
1.2 植物油脂积累研究进展
1.2.1 植物油脂的重要价值
1.2.2 质体中的脂肪酸合成
1.2.3 内质网中的三酰甘油装配
1.2.4 脂滴蛋白参与脂滴形成
1.3 植物油脂积累的转录因子
1.3.1 植物油脂积累相关转录因子的简介
1.3.2 转录因子WRI1的研究进展
1.3.3 转录因子ABI3的研究进展
1.4 本研究目的和意义
第二章 燕麦胚乳脂质积累与转录因子表达分析
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 试验材料及培养条件
2.2.2 脂质含量的薄层色谱分析
2.2.3 脂质含量的气相色谱分析
2.2.4 脂质含量的液相色谱-质谱联合分析
2.3 结果与分析
2.3.1 燕麦胚乳中积累大量三酰甘油
2.3.2 高油与中油燕麦胚乳中脂质的积累模式
2.3.3 燕麦种子转录组与小麦和蓖麻转录组中转录因子的比较分析
2.4 讨论
第三章 异源六倍体燕麦中多拷贝内参基因的筛选和评价
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 试验材料及培养条件
3.2.2 总RNA提取及cDNA单链合成
3.2.3 候选内参基因选择及引物设计
3.2.4 候选内参基因的实时荧光定量PCR分析
3.2.5 候选内参基因稳定性的评估算法
3.3 结果与分析
3.3.1 燕麦候选内参基因的筛选
3.3.2 引物特异性及PCR扩增效率的检验
3.3.3 候选内参基因的稳定性评估
3.3.4 候选内参基因的可行性验证
3.4 讨论
第四章 WRI1同源基因在富油燕麦胚乳中的功能鉴定
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 试验材料及培养条件
4.2.2 脂肪酸含量测定
4.2.3 总RNA提取及基因片段扩增
4.2.4 多序列比对和进化树分析
4.2.5 基因表达的实时荧光定量PCR分析
4.2.6 植物表达载体构建
4.2.7 植物材料转化
4.3 结果与分析
4.3.1 WRI1及其靶基因在燕麦和蓖麻胚乳中高表达
4.3.2 燕麦和蓖麻胚乳中分别有三个和一个WRI1同源基因
4.3.3 AsWRI1s和RcWRI1在植物体内均有功能
4.3.4 过表达AsWRI1s和RcWRI1可提高拟南芥种子和BY2细胞的含油量
4.3.5 过表达AsWRI1s和RcWRI1可激活下游基因的表达
4.4 讨论
第五章 ABI3不依赖于FUS3激活三酰甘油积累
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 试验材料及培养条件
5.2.2 基因组DNA提取
5.2.3 基因片段扩增及植物表达载体构建
5.2.4 烟草BY2细胞和拟南芥幼苗及叶片的雌二醇诱导
5.2.5 脂肪酸含量测定
5.2.6 脂滴的显微观察分析
5.2.7 实时荧光定量PCR分析
5.2.8 转录组测序分析
5.3 结果与分析
5.3.1 abi3突变体中的油脂积累缺陷
5.3.2 ABI3造成烟草BY2细胞中的三酰甘油积累和脂滴增加
5.3.3 ABI3激活拟南芥莲座叶中的三酰甘油积累
5.3.4 ABI3独立激活fus3-T莲座叶中的三酰甘油积累
5.3.5 ABI3过表达转录组中脂滴蛋白基因和WRI1上调
5.3.6 ABI3激活植物体中脂滴蛋白基因和WRI1的表达
5.4 讨论
5.4.1 ABI3是油脂积累的正向调控因子
5.4.2 ABI3不依赖于FUS3激活油脂积累
5.4.3 ABI3通过上调脂滴蛋白基因和WRI1激活油脂积累
第六章 结论与创新点
6.1 结论
6.2 创新点
参考文献
致谢
个人简历
本文编号：3762936
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