一、Cotton GhACTl Gene Is Preferentially Expressed in Fiber and Required for Fiber Elongation（论文文献综述）
邵长生[1]（2021）在《二球悬铃木表皮毛发育调控基因PaTCP4、PaTCP15和PaNAC089的功能分析》文中提出二球悬铃木（Platanus acerifolia Willd）,是悬铃木科悬铃木属植物,该树种冠大荫浓、适应性性强且生长迅速,因此被广泛应用于城市绿化。然而,二球悬铃木作为城市绿化树的最大缺陷是其表皮毛是严重的空气污染物。二球悬铃木幼嫩器官表面被生多细胞表皮毛;依据有无分泌功能这些表皮毛可分为两大类:腺毛和非腺毛。其中非腺毛,尤其是果序毛,是二球悬铃木产生的主要空气污染物。因此,培育解决表皮毛污染的“无毛悬铃木”成为二球悬铃木育种的主要目标。目前研究表明,只依靠传统育种手段很难实现培育“无毛悬铃木”的目标,而借助基因工程手段或许是实现这一育种目标的最佳方式。然而,目前我们对于二球悬铃木表皮毛发育的调控方式所知甚少,因此,本研究希望通过二球悬铃木果毛转录组测序分析的方式,筛选出参与二球悬铃木果毛发育的关键基因,并通过异源转化模式植物拟南芥的方式验证候选基因的功能与调控机制,并以此推测二球悬铃木表皮毛发育的分子机制。主要结果如下:1.使用扫描电镜连续观察二球悬铃木果序发育过程中果皮毛的形态。二球悬铃木果实属于聚花果,果序表面每个小坚果都是一个完整的果实;观察发现二球悬铃木小坚果表面着生两种非腺毛:齿状分支毛和长直毛;其中齿状分支毛主要分布在小坚果中上部。长直毛主要分布在小坚果的中下部。我们依据扫描电镜的观察结果采集了不同发育时期的果毛混样进行转录组测序分析,结果表明众多转录因子和植物激素参与二球悬铃木果毛的发育过程;其中表达量最高的基因是MYB家族基因和TCP家族基因。2.依据转录组数据,我们从二球悬铃木中克隆得到了1个在果毛中高量表达的TCP家族基因;进化树分析与蛋白序列比对结果表明该基因是与拟南芥At TCP4同源的Class TCPⅡ家族基因,因此命名为Pa TCP4。亚细胞定位实验表明Pa TCP4定位在细胞核中。Pa TCP4与Pa TCP15在二球悬铃木的各组织/器官中均有表达,在表皮毛中的表达尤其高。在拟南芥中过表达Pa TCP4降低了第一对真叶的表皮毛数量;此外,在转基因株系的真叶上还检测到一些在对照株系中从未发现的5分支的表皮毛。酵母单杂交和双荧光素酶实验表明,Pa TCP4可以直接激活拟南芥At CPC、At TCL2、At GL3,以及二球悬铃木Pa GIS和Pa GL3。综上所述,这些结果确定了Pa TCP4在拟南芥表皮毛诱导和分支中的作用,我们推测Pa TCP4可能在调控二球悬铃木表皮毛发育过程中发挥重要作用。3.依据转录组数据从二球悬铃木中克隆了另一个TCP基因;进化树与氨基酸序列比对结果表明该基因是与拟南芥At TCP15同源的Class TCPⅠ家族基因,因此命名为Pa TCP15。亚细胞定位表明Pa TCP15定位在细胞核中。RT-q PCR结果显示该基因在二球悬铃木各组织/器官均有表达;另外,通过GUS染色实验发现p Pa TCP15能够在拟南芥表皮毛中表达,并且6-BA处理转基因株系后能够使GUS染色加深;此外,该基因的启动子上包含大量激素响应元件和各种响应胁迫反应的顺势结合元件。异源过表达Pa TCP15能够增加拟南芥花序表皮毛数量,尤其是增加了萼片表皮毛数量。RT-q PCR结果显示转基因株系中正调控拟南芥花序表皮毛发育的基因At ZFP6的表达量升高,双荧光素酶实验同样表明Pa TCP15能够激活At ZFP6。4.我们从二球悬铃木中克隆得到一段基因序列,进化树与蛋白序列比对分析表明该基因编码一个膜锚定转录因子（MTTF）,属于NAC（NAM,ATAF1/2,CUC2）转录因子家族。亚细胞定位结果表明缺失跨膜结构域的Pa NAC089（?Pa NAC089）定位于细胞核,而全长Pa NAC089定位于内质网（ER）,这与膜系转录因子的特点一致。此外,RT-q PCR结果显示该基因在二球悬铃木各组织/器官部位均有表达,在叶片中的表达量随叶片的成熟而逐渐升高。在拟南芥中异源过表达?Pa NAC089会降低拟南芥表皮毛数量,与此表型一致,转基因株系中正调控拟南芥表皮毛发育的基因At GL1和At GL2的表达被抑制。?Pa NAC089转基因株系还出现了开花延迟的表型,酵母单杂实验结果表明?Pa NAC089直接绑定At CO启动子序列。除此之外,?Pa NAC089转基因株系还出现墨绿色的莲座叶,叶绿素检测发现转基因株系莲座叶叶绿素含量明显高于对照植株的莲座叶,酵母单杂与LUC瞬时转化激活实验结果表明?Pa NAC089能够直接抑制At NYE1,At NYE2和At NYC1。除上述结果外,我们还发现?Pa NAC089还影响拟南芥角果的发育。综上所述,Pa NAC089属于调控拟南芥开花、叶绿素分解、表皮毛诱导和角果发育的MTTF。
刘超[2]（2021）在《四种棉花APX和14-3-3基因家族全基因组分析》文中提出
李中华[3]（2021）在《多组学数据揭示棉花纤维发育转换期的遗传调控机制和重要代谢物》文中研究说明棉花是一种重要的经济作物,纤维是其最重要的产物。对棉花纤维发育机制进行研究有助于更好地改良纤维品质。棉花纤维品质的多样性是由多种遗传变异决定的。本研究通过对棉花自然群体材料纤维进行转录组和代谢组分析,揭示了纤维细胞从快速伸长到次生壁合成的转换时期纤维发育的遗传调控网络,同时鉴定到参与该过程的重要代谢物,并验证了与纤维品质显着相关的类黄酮代谢途径基因GhCHS和GhDFR在纤维发育中的功能。主要结果如下:1.GWAS和eQTL整合分析揭示启动棉花纤维次生细胞壁合成的遗传调控机制。本研究对251份棉花自然群体进行了全基因组关联分析（GWAS）,鉴定了28个与异源四倍体棉花纤维品质相关的基因位点。为了研究这些位点的调控作用,对棉花自然群体开花后15天（15 DPA）的纤维进行了转录组测序,鉴定到15330个表达数量性状位点（eQTL）。通过全转录组关联分析（TWAS）,利用近端eQTL和纤维品质GWAS数据优化GWAS结果,获得13个可能影响纤维品质的因果基因。对远端eQTL的分析揭示了棉花两个亚基因组之间存在非对称的遗传调控模式,表现为A亚基因组中大量的基因受到D亚基因组的转录调控。位于D亚基因组上的eQTL热点Hot216调控了962个基因的表达,形成了一个全基因组的遗传调控网络。对Hot216的分析发现,Hot216可能编码了一个KIP相关蛋白KRP6。对Hot216调控的e Gene的分析表明,Hot216主要的功能是调控与细胞壁合成相关基因的表达,从而介导纤维从快速伸长到次生壁合成之间的转换,最终影响纤维长度。本研究构建了棉花15DPA纤维细胞发育的遗传调控网络,提出了纤维细胞伸长过程中次生细胞壁合成的遗传调控机制。2.棉花自然群体代谢组学分析鉴定到纤维品质显着相关代谢物。为了研究代谢物与棉花纤维品质的关系,本研究利用18份遗传和纤维品质差异大的陆地棉材料,取其5个不同发育时期纤维,构建了含有961个代谢物的棉花15DPA纤维特异的二级质谱标签（MS2T）数据库,并对MS2T库中272个代谢物进行了注释。利用MS2T数据库,对279份棉花自然群体15 DPA纤维进行了广泛靶向代谢组测定。对棉花自然群体代谢物变异分析发现,群体纤维中存在丰富的代谢变异。群体代谢物聚类分析发现二倍体棉种与四倍体棉种分为两簇,且陆地棉和海岛棉分为两簇。对有注释信息的代谢物的相关性分析发现,代谢物之间的相关关系非常复杂,但同类代谢物之间的相关性更强。对272个已知代谢物与纤维品质性状的相关性分析发现,氨基酸及氨基酸衍生物,糖类和脂类这三大基础代谢主要与纤维产量性状（单铃重和衣分）正相关。对961个代谢物与纤维品质相关性分析分别鉴定到:97个代谢物与纤维马克隆值显着相关,130个代谢物与纤维断裂比强度显着相关,239个代谢物与纤维长度显着相关。其中香豆素类和黄酮类代谢物与纤维强度和纤维长度的相关性较大。本研究通过对棉花自然群体15 DPA纤维的代谢组分析,揭示了纤维快速伸长到次生壁合成转换时期纤维中代谢物之间的相关性网络,并鉴定到与纤维品质显着相关的代谢物,为开发代谢标记应用于纤维品质改良打下了基础。3.类黄酮合成代谢基因GhCHS和GhDFR下调表达抑制纤维发育。对四倍体陆地棉和海岛棉中类黄酮合成代谢中两个关键基因CHS和DFR的基因家族鉴定发现,CHS在陆地棉和海岛棉染色体上呈非对称性的分布。构建Ca MV35S启动子驱动的GhCHS和GhDFR保守区干涉的载体,转化陆地棉材料YZ1。对纯系干涉材料的纤维品质分析发现:GhCHS干涉系纤维长度变短,马克隆值增高,纤维强度变小,整齐度降低;GhDFR干涉材料马克隆值显着降低（从对照5.6降低到3.0）,纤维强度增大,整齐度降低,整体纤维品质变差。同时GhDFR干涉材料单铃重、籽指、衣指均显着减小。通过切片染色对转基因材料中内源类黄酮物质检测发现,GhCHS和GhDFR干涉系材料中黄酮类化合物含量显着降低。液相质谱测定干涉材料纤维中类黄酮物质含量发现:在纤维发育早期,GhCHS干涉材料中,柚皮素含量显着降低,GhDFR干涉材料中,槲皮素和山奈酚含量升高。这一结果说明棉花纤维中存在着复杂的类黄酮代谢。通过杂交将GhCHS和GhDFR干涉片段导入到棕色棉中发现,含有GhCHS干涉片段的F1植株的纤维颜色显着变浅,含有GhDFR干涉片段的F1植株的纤维颜色变深,GhCHS和GhDFR影响了棕色棉色素形成和沉积。
张双意[4]（2021）在《毛果杨PtLIM1基因在调控次生壁合成中的功能解析》文中进行了进一步梳理杨树作为重要的经济树种和模式植物,其木材被广泛应用于人类生产和生活的各个方面,具有重要的经济价值。木材从结构上来说主要是茎的次生木质部组成,木质素和纤维素是其主要的组成成分。理解和研究植物次生壁生物合成的机理,不仅对植物次生发育的基础研究具有重要的科学意义,而且选育符合人类生产和生活所需的林木新品种打下坚实的基础。植物LIM蛋白家族一般含有2个被40～50个氨基酸残基分隔的LIM结构域（Lin-Isl-Mec domain）,其分子结构中具有一个或多个锌指结构。LIM蛋白的主要特点是能在不同发育时期以及不同发育类型的细胞中,通过锌指结构影响蛋白质-蛋白质之间的相互作用,造成结构蛋白、激酶、转录因子等多种蛋白的生物学活性发生变化,植物LIM蛋白可作为木质素生物合成和肌动蛋白转录因子的结合蛋白。因此,研究LIM蛋白对细胞的生长与发育具有重要意义。本论文通过对杨树PtLIM1进行系统进化树分析和组织表达分析,并结合前人的研究报道,推测PtLIM1基因可能参与植物次生壁的形成。并利用组织切片、遗传学、分子生物学等研究手段对其功能进行深入研究,探究PtLIM1表达量变化对木材材性的影响,以期为速生树种木材材性的改良提供分子理论技术支撑。主要研究结果如下:（1）PtLIM1基因的克隆及序列分析从毛果杨木质部中克隆出长度为621 bp的CDS序列,其编码206个氨基酸。编码的蛋白中含有2个锌指蛋白结构域。通过对该基因进行系统进化分析,毛果杨PtLIM1基因与拟南芥At PLIM2b基因亲缘关系较近,主要在成熟的花粉中表达,其次在应拉木中高表达,对次生壁木质素和纤维素的合成发挥作用。（2）PtLIM1的表达特异性分析PtLIM1在木质部中表达量最高,韧皮部表达量次之,在叶片中表达水平较低,在根中不表达。推测其可能参与次生壁的生物合成。次生壁的合成过程比较复杂,受到激素、信号分子、转录分子在时间和空间的协同调控。利用一定浓度赤霉素、生长素、乙烯利、脱落酸、油菜素内酯进行处理,PtLIM1基因的表达量发生不同程度的上调,说明激素可能通过影响基因的表达,进而影响木质素和纤维素的合成。（3）PtLIM1在转基因山新杨中的功能分析构建了35S:PtLIM1的过表达载体,通过农杆菌介导的转化方法转化山新杨叶片。将初步Kan抗性筛选得到的转基因苗提取RNA进行定量PCR鉴定基因表达量的变化,获得转基因的阳性植株。PtLIM1过表达转基因山新杨植株的茎顶端变细,生物量降低。茎组织切片显示,过表达PtLIM1基因导致植株木质部区域变窄,髓心部分变大,其次对木质素和纤维素含量的测定,木质素含量降低,纤维素含量增加。由此可以得出PtLIM1负调控杨树次生壁中木质素的形成,正调控纤维素的形成。对温室生长3个月的PtLIM1过表达转基因植株进行定量PCR检测发现PtLIM1木质素通路关键酶基因的表达水平降低,纤维素合成通路关键酶基因的表达量上调。由此我们可以得出PtLIM1通过调控木质素和纤维素通路关键酶的表达调控次生壁物质的合成。PtLIM1基因的功能验证完善次生壁形成的转录调控网络,为实现精准的人工调控和林木育种工作打下了坚实的基础。
卢蕊[5]（2021）在《两个bHLH/HLH转录因子在棉花（Gossypium hirsutum）纤维发育中的功能及调控机制研究》文中研究表明Basic helix-loop-helix/helix-loop-helix（bHLH/HLH）转录因子在植物生长发育过程中起着重要的作用。许多研究表明bHLH/HLH蛋白通过参与调节油菜素内酯（Brassinosteroid,BR）激素信号通路来调控细胞的伸长。棉纤维是由胚珠表面的单细胞凸起生长发育而来,为了探讨bHLH/HLH蛋白是否能够通过BR信号通路来参与调控棉花纤维的发育,本研究对陆地棉（Gossypium hirsutum）基因组中bHLH/HLH基因家族进行了系统的分析。在这些bHLH/HLH基因中,一个非典型的HLH基因GhFP2被鉴定为BR应答基因,并且对GhFP2在调节棉纤维伸长中的作用进行了研究。随后对GhFP2的相互作用蛋白GhACE1进行了鉴定并对其在棉纤维发育过程中的功能进行了研究。本文深入阐释了发挥拮抗功能的bHLH蛋白和HLH蛋白调控纤维伸长的分子机制,其主要研究结果如下:1.棉花（Gossypium hirsutum）纤维发育过程中参与油菜素内酯（BR）信号转导的bHLH/HLH基因的鉴定在陆地棉（Gossypium hirsutum L.）基因组中鉴定了 437个bHLH/HLH基因。系统发育分析显示GhbHLH/HLH蛋白在进化树中分为26个分支。这些GhbHLH/HLH基因在棉花基因组的不同染色体上不均匀分布,片段重复是主要的基因复制事件,是GhbHLH/HLH基因家族扩增的主要方式。同一亚家族的GhbHLH/HLH基因具有保守的外显子/内含子结构,且其编码蛋白具有保守的基序组成。基于公共转录组数据,我们鉴定出77个在棉花纤维中表达水平相对较高的GhbHLH/HLH候选基因。外源施加 BR（brassinolide,BL）或 BRz（brassinazole,BR 生物合成抑制剂）后,有59个GhbHLH/HLH基因在棉纤维中的表达发生上调或下调,表明这些基因可能在棉纤维发育中参与BR信号通路。2.BR信号通路中的GhBZR1蛋白直接抑制非典型HLH基因GhFP2的转录BZR1是BR信号通路中的关键的转录调控因子。我们前期的研究结果表明GhBZR1蛋白通过响应BR信号通路来参与调节棉纤维的伸长发育。在拟南芥中BZR1能直接抑制HLH基因的表达,从而促进植物的生长发育。故本研究从棉花基因组中分离了GhHLH/HLH基因的启动子序列,在GhFP2启动子序列中发现1个BRRE（CGTGT/CG）和3个E-box（CANNTG）元件。酵母单杂交和CHIP-qPCR分析结果表明ChBZR1可以直接结合到GhFP2的启动子上。采用双荧光素酶报告系统检测GhBZR1蛋白对GhFP2启动子转录活性的影响,结果表明GhBZR1能够使GhFP2启动子控制的荧光素酶的相对活性显着降低。因此,这些结果说明GhBZR1可以通过BRRE和E-box直接与GhFP2启动子结合,抑制GhFP2基因的表达。3.GhFP2可能作为转录抑制因子负调控棉纤维的伸长构建了在棉花纤维特异性启动子GhRDL1p驱动下的GhFP2过表达和RNA干扰（RNA interference,RNAi）载体,通过农杆菌介导的棉花遗传转化技术得到了转基因棉花植株。定量RT-PCR分析表明,GhFP2基因的表达量在GhFP2过表达转基因棉花植株的9 DPA纤维中相较于野生型株系上调了 2-5倍,而在GhFP2 RNAi棉花的纤维中相比于野生型下调了 2-8倍。表型分析结果表明,转基因植株的总体形态和株高与野生型基本一致。转基因株系最显着的表型特征是GhFP2过表达植株的成熟纤维长度明显变短,而GhFP2 RNAi株系的成熟纤维长度明显变长。在扫描电子显微镜下观察开花1天的胚珠表面发现,GhFP2表达上调或者下调不影响胚珠表面纤维凸起的密度,然而观察开花2天和3天的胚珠表面发现,GhFP2过表达株系的胚珠表面的纤维伸长严重迟缓,而GhFP2 RNAi的胚珠表面的纤维早期伸长增快。体外离体胚珠培养实验也证实GhFP2过表达抑制纤维伸长,GhFP2基因沉默可以加快纤维伸长。此外,在GhFP2过表达的胚珠中加入1μM BL可以部分恢复纤维伸长受到抑制的表型。综上所述,GhFP2通过响应BR信号对棉纤维伸长发育起负调控作用。对GhFP2过表达株系和野生型的9 DPA纤维的转录组分析结果显示,GhFP2过表达株系中许多纤维伸长相关基因的表达水平降低。GhFP2蛋白定位于细胞核,不含有DNA结合结构域,而且GhFP2不具有转录激活活性。以上结果暗示着GhFP2不能直接调控下游基因的表达,可能通过与其它蛋白的相互作用干扰其他正调控转录因子的转录激活活性,进而负调控纤维伸长相关基因的表达,最终抑制纤维细胞的伸长。4.GhFP2能够与GhACE1相互作用以GhFP2蛋白为诱饵蛋白,利用酵母双杂交实验筛选GhFP2的互作蛋白,结果鉴定得到另外一个典型的bHLH蛋白GhACE1能够与GhFP2蛋白互作。我们在体内通过双分子荧光互补实验和Co-IP实验证实了这种相互作用。GhACE1蛋白定位于细胞核中,能够形成同源二聚体,且具有转录激活活性。此外,GhACE1在纤维伸长期优势表达,这些结果均暗示着GhACE1可能在纤维伸长过程中发挥转录激活子的功能。5.GhACE1通过直接激活纤维伸长相关基因的转录来促进纤维伸长,而GhFP2能够抑制这一转录激活过程我们构建了在纤维特异性启动子GhRDL1p启动下的GhACE1过量表达载体,并通过农杆菌介导的棉花遗传转化获得了转基因棉花株系。定量RT-PCR分析结果表明,GhACE1的表达量在GhACE1过表达棉花株系的9 DPA纤维中比野生型中高1.5-3倍。离体胚珠培养实验结果表明GhACE1过表达促进纤维伸长,GhACE1过表达转基因株系的成熟纤维长度显着长于野生型。这些结果表明GhACE1在纤维伸长过程中发挥正调控因子的作用。GhEXP4/8、GhKCS1/2、GhPIP2;7和GhCYP187A3在GhACE1过表达株系的棉花纤维中表达量显着升高。生物信息学分析表明GhPIP2;7和GhEXP8启动子中存在E-box顺式作用元件,随后通过EMSA和CHIP-qPCR实验证实了 GhACE1可以直接与GhPIP2;7和GhEXP8的启动子区的E-box元件结合。利用双荧光素酶报告系统证明了 GhACE1能够激活GhPIP2;7和GhEXP8启动子的转录活性,然而当GhFP2与GhACE1共表达时,这种激活作用被显着抑制。这些数据表明GhACE1可能以同源二聚体的形式来结合并激活GhEXP8和GhPIP2;7启动子活性,而GhFP2与GhACE1互作形成异源二聚体抑制了 GhACE1的转录激活功能。
王晓阳[6]（2020）在《亚洲棉短绒的遗传研究和候选基因鉴定》文中研究说明棉花纤维根据其长度可以分为长绒（Lint）和短绒（Fuzz）。目前对棉花纤维的研究主要集中在长绒的发育方面,而对短绒发育的研究鲜有报道。二倍体亚洲棉是研究纤维发育的理想模式棉种。开展亚洲棉光籽（无短绒,Fuzzless）种质的遗传多样性研究,对理解棉花纤维发育机制具有重要的理论意义和育种价值。本研究以215份亚洲棉自然群体以及其中的一个无短绒突变体（GA0149）及其野生型（GA0146）为材料,利用传统遗传学、全基因组关联分析（genome-wide association studies,GWAS）及分子生物学等方法,鉴定到控制短绒发育性状的候选基因Ga FZ,并详细地研究了Ga FZ的作用机制。具体结果如下:（1）亚洲棉光籽（无短绒）性状的遗传学分析利用55份亚洲棉（Gossypium arboreum）短绒突变体材料作为母本与同一父本材料石系亚1号分别进行杂交,获得55个F1群体,并进行光籽性状显隐性遗传分析,然后选择其中15个F1进行自交,获得相应F2群体并进一步分析光籽性状的分离规律。结果表明,37.5%的光籽材料呈显性遗传,62.5%的光籽材料为隐性遗传;GA0149和横峰铁籽材料光籽性状受显性单基因控制,常紫1号光籽性状受隐性单基因控制,大部分材料的光籽性状均由两对基因控制,并且存在基因互作和显性上位效应,其中8份材料控制光籽性状的基因具有显性抑制作用,4份材料控制光籽性状的基因具有互补效应。数量性状间的相关性分析表明光籽性状与叶茸毛呈显着负相关,部分组合光籽与衣分呈负相关性,在一些杂交组合中光籽性状与叶面积呈正相关,与棉酚数呈负相关。（2）亚洲棉种子短绒和叶茸毛性状的GWAS分析本研究调查了215份亚洲棉自然群体的光籽和叶茸毛性状,利用群体的SNP、插入/缺失标记（Insertions and Deletions,In Dels）和拷贝数变异（Copy Number Variation,CNV）标记进行全基因组关联分析（GWAS）。结果鉴定到19个与叶茸毛显着关联的SNP位点、39个与种子短绒性状显着关联的SNP位点、一个同时与叶茸毛和短绒性状显着关联的大片段的缺失(lar INDELFZ)。其中lar INDELFZ与SNP关联的最高位点(SNPFZ)重合,均位于Chr8号染色体末端约600kb的GWAS区间,说明该区间与光籽性状和叶茸毛性状密切关联。该区间共包含8个基因,与短绒性状相关联的强信号SNPFZ(-log10P=18.95,Chr08:862,509 bp)位于一个编码凯氏带膜蛋白（CASP）基因（Ga08G0117）的内含子中,而lar INDELFZ(-log10P=33.60,Chr08:～885,000 bp)则位于一个未知基因Ga08G0121（命名为:Ga FZ）的上游区域,两者距离～17Kb,群体分型结果表明lar INDELFZ标记更可能显着与叶茸毛和短绒性状相关。（3）lar INDELFZ插入片段的序列特征及其与性状的连锁关系为了明确插入片段的精确位置,在Chr8染色体的～880 kb至～903 kb区间设计了19对连续的重叠引物,以短绒突变体GA0149(包含lar INDELFZ)及其野生型GA0146(不含lar INDELFZ)基因组DNA为模板分别进行扩增,发现仅有SV6号引物扩增片段存在差异。随后分析发现GA0149基因组上存在一段约为6.2 kb片段的插入,并且该序列可能是由附近重复序列扩增引起。为了进一步验证该片段与性状的连锁关系,利用GA0146和GA0149配制F2分离群体,通过PCR鉴定F2子代的插入片段有无,结合相应的光籽和叶茸毛性状,结果显示纯合光籽（无短绒）:杂合光籽（无短绒）:纯合毛籽（有短绒）的比例为1:2:1（卡方检验,P=0.192）,表明GA0149的光籽性状为典型的显性单基因控制。而该插入片段与GA0149光籽性状紧密连锁。同时具有长片段插入的材料叶茸毛数显着少于没有长片段插入材料的叶茸毛数（P<0.0001）,说明lar INDELFZ片段与两个性状均密切连锁。（4）lar INDELFZ调控Ga FZ基因表达分析为了进一步明确控制GA0149短绒发育的候选基因,通过转录组和RT-PCR分析发现,与GA0146相比,Ga08G0121（Ga FZ）在GA0149短绒起始期（+3 DPA至+5 DPA）特异高表达,而候选区间其他7个基因均不存在显着差异。表明Ga FZ可能是调控短绒发育的关键基因。同时发现在GA0146和GA0149之间,除lar INDELFZ以外,Ga FZ基因区间及其侧翼序列上还存在另外4个序列变异。Ga FZ基因上游启动子活性分析和不同长度的lar INDELFZ插入片段荧光素酶活性分析实验证明,lar INDELFZ的插入可能是造成Ga FZ基因在突变体材料GA0149高表达的原因。顺式作用元件分析证明lar INDELFZ可能作为一个远端增强子来调控光籽基因Ga FZ的表达。（5）Ga FZ转基因植株表型调查分析Ga FZ是一个仅含有单个外显子而没有内含子且没有功能注释的基因。亚细胞定位结果显示Ga FZ在细胞核和细胞膜上均有表达,说明该蛋白可能是穿梭蛋白。构建Ga FZ超表达载体并转化拟南芥和棉花,表型调查结果显示转基因拟南芥叶茸毛的发育受到了显着抑制;同时转基因棉花株系的茎毛、叶茸毛和短绒的发育均受到了不同程度的抑制。因此,我们推测Ga FZ负调控叶茸毛和短绒的发育。（6）Ga FZ与MBW-GL2（R2R3-MYB/b HLH/WD40-GL2）系统及下游超长链脂肪酸延伸（very-long-chain fatty acid elongation,VLCFAE）途径相关基因调控关系分析对GA0149和GA0146两个材料4个纤维发育时期（0 DPA、+3 DPA、+5 DPA、+8 DPA）的胚珠和纤维组织进行转录组测序分析发现,MBW-GL2系统的亚洲棉同源基因Ga WER、Ga HOX1、Ga HOX2、Ga HOX3、Ga DEL65和Ga WD40在两个材料中表达差异均不显着。另外,拟南芥同源基因At GL1、At GL3和At TTG1的m RNA转录水平在拟南芥野生型和Ga FZ超量表达株系之间差异也不显着。此外,酵母双杂交实验表明Ga FZ与MBW-GL2系统在蛋白水平上均不存在互作。GUS酶活和荧光素酶实验进一步证明,Ga FZ也不影响Ga GL2的表达。以上结果说明,在亚洲棉中,Ga FZ可能独立于MBW-GL2系统调控叶茸毛和短绒的发育。进一步分析棉花和拟南芥转录组结果发现,参与超长链脂肪酸延伸途径（ko00062）中的关键基因3-酮脂酰-Co A合成酶（3-ketoacyl-Co A synthase,KCS）基因及蜡质、角质和软木质合成途径（ko00500）的基因在短绒突变体GA0149和Ga FZ超量表达株系中表达量显着降低。说明Ga FZ可能直接抑制了下游VLCFAE途径,进而降低角质层、软木质和蜡质的含量,负调控亚洲棉叶茸毛和短绒的发育。
刘国元[7]（2019）在《棉花纤维伸长相关miRNA的筛选及功能验证》文中研究表明棉纤维是纺织工业中最重要的原料,是研究细胞伸长的理想模型体系。此外,纤维长度是棉花最重要的性状之一。已有许多研究报道发现miRNA参与调控纤维发育,然而大多数集中在对纤维起始的研究,对纤维伸长的研究报道还很少,对纤维伸长与miRNA相关的自然遗传变异缺乏了解,对miRNA参与调控纤维伸长的深入研究还不多。本研究以从陆地棉和海岛棉的回交自交系群体中筛选出纤维长度存在显着差异的两个品系（命名为“Long”和“Short”）为材料,研究miRNA与棉花纤维伸长的关系,主要结果如下:1.以“Long”和“Short”为亲本,构建包含1510个单株的F2群体,从中随机挑选148株进行简化基因组测序,构建高密度遗传图谱。该遗传图谱的总长度为3462.8cM,包含9182个单核苷酸多态性位点,标记之间平均遗传距离为0.38 cM。对F2和F2:3群体进行纤维长度QTL定位发现,一共检测到7个长度相关的QTL,其中在染色体A08和D03上检测到两个稳定的QTL:qFL-A08-1、qFL-D03-1,并发现这两个QTL都有前人报道过。对该群体进行重组热点分析,找到了 9个重组热点。利用亲本10DPA的RNA-seq数据,筛选到了两个纤维长度相关的候选基因:细胞色素b5（CB5,GhA08G1729）和微管末端结合基因（EB1C,Gh<sub>D3G0232）。2.对“Long”和“Short”的开花后10天的纤维进行miRNA高通量测序,分析了 miRNAs及其靶基因在纤维快速伸长过程中的差异表达情况。进一步进行荧光定量PCR分析以验证结果。共检测到463个miRNA,其中47个差异表达,而且有9个差异表达的miRNAs能与前人报道的9个纤维长度QTL共定位,并对这9个miRNA的靶基因进行降解组、RACE验证和功能注释,找到了参与调控纤维伸长的候选miRNA。其中miR477b和miR160a能与多个QTL共定位。本研究还分析了异源多倍体棉花与其二倍体祖先种中miRNAs及靶基因之间的调控关系的变化。这些结果将有助于理解棉花中miRNAs纤维伸长的分子遗传调控机制。3.进一步对miR477b进行深入分析。在陆地棉和海岛棉中进行了 miR477家族的鉴定和分析,比较了两个材料中miR477序列的差异。利用病毒诱导基因沉默（VIGS）技术对miR477功能进行验证,发现过表达miR477b使棉花纤维伸长,而抑制miR477导致纤维变短。并对靶基因（DELL4）和下游相关基因（RDLL1和EXPA1）进行了表达量分析和序列比对。认为miR477对纤维伸长有重要作用。4.对miR160a-5p进行深入分析。在陆地棉和海岛棉中进行了 miR160家族的鉴定和分析,并比较了不同成员的表达量。VIGS功能验证发现,过表达miR160a-5p导致靶基因ARF17表达量下降,下游基因GH3随之下降,导致生长素积累增加,纤维显着伸长,而抑制miR160a-5p使纤维长度变短。本研究发现miR160a-5p参与纤维伸长的调控过程。
杨江涛[8]（2019）在《棉纤维发育相关基因的挖掘及优质转基因棉花的培育》文中指出棉花是我国重要的天然纤维作物和经济作物,其纤维品质的优劣直接决定着棉纺织品质量的好坏。纤维品质单一是制约棉花产业发展的主要因素之一,培育纤维品质优良的新品种已成为棉花育种的主要目标。当前,研究学者们已经克隆了多个纤维发育相关基因,并获得了一些转基因棉花,但仍然缺乏真正具有应用前景的基因和品种。挖掘棉纤维发育相关基因,探究其生物学功能,不仅有助于更好地研究棉花纤维的伸长发育机制,而且将为培育优良纤维品质的棉花新品种提供一定的理论基础。鉴于此,本研究开展了棉纤维发育相关基因的筛选及功能分析和优质纤维转基因棉花的培育两方面工作,以期为棉花纤维品质改良基因工程提供新的基因资源,同时培育出纤维品质改良的转基因棉花新种质。本研究获得的主要结果如下:1.本研究构建了陆地棉不同组织（根、叶、花药、柱头）和纤维不同发育时期（7 DPA、14 DPA、26 DPA）的转录组数据库。构建的7个转录组数据库大小为4.43 Gb5.20 Gb,是陆地棉基因组大小（2.5 Gb）的2倍左右,83.32%88.22%的Clean Reads可比对到陆地棉TM-1参考基因组上。对纤维组织与非纤维组织（根、叶、花药和柱头）的转录组文库进行基因差异表达分析,获得了在7 DPA、14 DPA、26 DPA中表达显着上调的基因数目分别为1,205、1,135和937个,对其进行了GO富集分析和KEGG代谢途径分析,发现这些基因主要参与了催化活性、碳水化合物代谢、细胞膜和细胞器、信号传导等功能和代谢途径。从纤维显着上调基因中随机挑选了36个基因,利用qRT-PCR技术进行表达模式分析,结果表明这些基因均为纤维特异或优势表达基因。2.在研究棉纤维优势表达基因Ghrack1时,首次发现棉花基因组中双向基因对（Ghrack1和Ghuhrf1）的存在。qRT-PCR结果表明这对双向基因具有相似的表达模式,均在纤维细胞分化起始初期优势表达。序列分析发现,双向基因Ghrack1和Ghuhrf1的间序列（GhRU）为1,073 bp,具有较高的GC含量（38.7%）,符合双向启动子的序列特征。以gus和gfp为报告基因,构建了一系列植物表达载体,通过蘸花法转化拟南芥,在拟南芥中初步证明GhRU为双向启动子,能同时启动gus和gfp在生长旺盛的分生组织表达,推测其可能为纤维优势表达的双向启动子。3.本研究对陆地棉基因组中的双向基因对及其双向启动子进行了系统性分析。通过对陆地棉基因组中的双向基因对进行搜寻,获得了1,383对双向基因,与棉花不同组织的转录组数据相结合,共筛选到1,986条双向基因具有组织表达信息,其中有236对双向基因在棉纤维中优势表达,随机克隆了30个双向基因的基因间序列,并在其两端分别连接gus和gfp报告基因构建植物表达载体。烟草瞬时表达发现有25个双向基因间序列表现出双向启动子活性。进一步分析海岛棉、亚洲棉和雷蒙德氏棉基因组中的双向基因对的存在情况,分别发现了1,091、940和1,249对双向基因对。对这些双向基因对进行了功能富集分析和同源性比对分析,结果表明棉花不同亚种中的双向基因在功能和序列结构上均存在一定的保守性。4.本研究从上述36个棉纤维特异或优势表达基因中,选取了两个纤维优势表达基因CotAD24232（GhXET）和CotAD22544（GhKTN）作为重点研究对象。构建以纤维特异启动子E6驱动基因表达的植物表达载体,利用农杆菌介导法转化棉花,分别获得了16株和10株转GhXET和GhKTN基因棉花阳性植株。利用微滴数字PCR技术和Southern blot技术检测转基因棉花植株中目标基因的拷贝数,分别筛选到12株和8株单拷贝基因插入的转GhXET和GhKTN基因棉花植株。qRT-PCR实验结果表明这两个基因在转基因棉花的7 DPA、14 DPA和26 DPA纤维中的表达水平相比于受体植株均有显着提高。转GhXET和GhKTN基因棉花植株的成熟纤维长度与受体植株相比均显着增长,分别增长了4.7 mm和2.5 mm。利用接头连接法和巢式PCR方法获得了转GhXET和GhKTN基因棉花中外源基因在棉花基因组插入位点处的侧翼序列。依据获得的侧翼序列,建立了单一位点插入转化事件的特异性检测方法和纯合体检测方法,其中特异性PCR检测方法的灵敏度达到44个拷贝数,为后期转基因棉花的安全评价提供了科学数据和技术支撑。
卫莹丽[9]（2019）在《GhHOX4在棉花纤维细胞起始和伸长发育中的调控作用研究》文中研究指明棉花是最世界上重要的纤维作物之一,生物学家和育种学家一直利用现代生物技术和方法来改善棉纤维品质,提高棉花产量。棉纤维是一种单细胞结构的表皮毛,由棉花胚珠表皮细胞极性伸长而来,它与拟南芥表皮毛发育模式相似。以往的研究表明,拟南芥GLABRA2（AtGL2）基因在拟南芥叶表皮毛和根表皮毛细胞的分化中起重要作用。通过同源序列比对,我们发现棉花GhHOX1、GhHOX2、GhHOX3、GhHOX4与AtGL2的Homeobox结构域相同,氨基酸水平上的同源性分别达到了95%、71%、72%和63%。在前期工作中,从陆地棉中克隆鉴定了 GhHOX4基因,并且对该基因在拟南芥中的功能及其分子机制进行了研究。本研究根据前期研究结果,继续对GhHOX4转基因拟南芥表皮毛的长度做了进一步研究;并对获得的GhHOX4 RNAi转基因棉花及GhHOX4 OE转基因棉花进行T2、T3、T4代的遗传表型分析及纤维品质检测,通过RNA-Seq技术对GhHOX4转基因棉花开花后6天棉纤维进行转录组分析,解析GhHOX4在棉花纤维起始和伸长发育中的调控作用。所得的主要结果如下:1.GhHOX4调控棉花纤维细胞起始和伸长发育为了研究GhHOX4基因在棉花纤维发育中的功能,我们通过农杆菌介导的棉花转化方法,分别获得了GhHOX 过量表达和RNAi转基因棉花植株。连续种植了 GhHOX4转基因棉花后代株系的不同世代（T1-T4代）,观察分析转基因棉花后代株系的遗传表型。研究结果表明,在GhHOX4过量表达转基因棉花纤维中GhHOX4表达量明显提高,而在GhHOX4 RNAi棉花纤维中GhHOX4表达量显着下降。在T2、T3和T4代GhHOX4过量表达和RNAi转基因棉花纤维中该基因的表达量也与T1代的分析结果一致。统计分析了转基因棉花成熟棉纤维长度,结果显示与野生型相比,GhHOX4过量表达转基因棉花成熟纤维明显变长,而GhHOX4 RNAi转基因棉花纤维明显变短。此外,进行GhHOX4转基因棉花胚珠离体培养实验,所得结果也与成熟纤维的统计分析结果一致。以上结果说明GhHOX4基因在棉花纤维伸长阶段发挥正调控作用。利用徒手切片技术,观察GhHOX4 OE及RNAi转基因棉花株系及野生型植株开花后0天、1天和2天的胚珠表面纤维细胞突起,发现GhHOX4OE株系的胚珠表面上突起的纤维细胞较野生型细胞更长且更稀疏,而GhHOX4 RNAi株系与野生型相比没有明显差异。这暗示GhHOX4基因可能影响棉纤维细胞的早期起始分化及其随后的伸长发育。棉纤维平均长度、整齐度、断裂比强度和马克隆值等是衡量棉纤维品质的几个重要指标。从棉纤维品质检测结果中可以看到:GhHOX4 RNAi转基因棉花的纤维长度变短4.1%,GhHOX4 OE转基因棉花的纤维长度变长3.9%;而棉纤维的整齐度均较高,超过84%。断裂比强度则是GhHOX4 RNAi转基因棉花变弱7.6%,GhHOX4 OE转基因棉花变强1.8%。这说明该基因影响棉纤维长度等关键品质性状的形成。2.GhHOX4影响棉花纤维伸长发育过程中的下游基因表达为研究转基因棉花纤维中GhHOX4基因对下游基因的表达调控,我们选择T2代开花后6天的GhHOX4 RNAi棉花纤维RNA样品以及野生型RNA样品,进行了RNA-seq测序分析,筛查陆地棉中可能受GhHOX4调控的差异表达基因。转录组分析发现,与野生型相比较,GhHOX4 RNAi转基因棉花纤维中有453个基因的表达发生了改变,其中,有86个基因表达上调,367个基因表达下调。这些差异表达基因主要包含一些细胞与细胞器相关基因,以及结合、催化活性、转运活性、分子传感器活性等相关的基因,这可能表明在棉纤维细胞起始分化及快速伸长时期细胞代谢活跃,细胞内迅速合成及转运纤维伸长所需要的物质,从而保证纤维细胞能够不断的伸长。随之,结合差异基因的热图分析及已有的文献资料发现了一些参与棉纤维发育的基因,可能受到GhHOX4的调控。所以,转录组分析结果表明GhHOX4基因可能在棉花纤维起始和伸长阶段广泛调控或影响下游基因表达而调节棉纤维伸长发育。
王红岩[10]（2014）在《棉花纤维起始及伸长过程中的比较蛋白质组学研究》文中研究说明棉花,锦葵科棉属植物,原产于亚热带,是世界上最重要的经济作物,纤维是主要的产品。棉花纤维是由棉花胚珠表皮细胞分化而来,棉纤维的发育过程可以分为四个相互有重叠的阶段：纤维起始；纤维伸长阶段（初生细胞壁合成与沉积）；次生细胞壁合成；成熟期。棉花纤维的产量与品质由胚珠细胞的分化数量和棉花纤维的伸长长度决定,也就是说棉花纤维的产量与品质决定于纤维的分化起始期和快速伸长期。蛋白质是生物体生理生化活动的直接参与者,蛋白质组学的研究能直接的反映纤维发育过程中的生理生化活动调节,所以对纤维发育的起始期与伸长期的蛋白质组学研究能够帮助我们理解胚珠细胞分化和纤维伸长的机制,有利于我们进行优质棉花品种的改良和培育。本实验以徐州142棉花及它的无绒突变体（fl）为研究对象进行纤维起始蛋白质组学研究,取-2dpa、 Odpa和3dpa的野生型棉花及突变体棉花胚珠进行比较蛋白质组学分析,鉴定到94个蛋白质,依据GO功能注释分为糖代谢途径相关蛋白、细胞骨架相关蛋白、细胞氧化还原平衡调节蛋白、转录和翻译调控蛋白及其他功能蛋白几类,它们在胚珠细胞的分化中起到不同的作用,但是在它们共同的调控下促进纤维细胞分化和起始。纤维的伸长一般从开花当天开始持续到20dpa,我们选取3dpa与5dpa、8dpa与lOdpa、15dpa与20dpa三个阶段,进行棉花纤维的比较蛋白质组学分析,共鉴定到274个差异蛋白质,依据其功能分为以下几类：（1）糖类的合成与代谢相关蛋白；（2）细胞骨架结构相关蛋白；（3）细胞内氧化还原平衡相关蛋白；（4）与ATP及能量相关蛋白；（5）蛋白质的折叠、运输、修饰及代谢相关蛋白；（6）转录与翻译调控蛋白；（7）响应刺激相关蛋白；（8）其他功能蛋白及未知蛋白。这些蛋白在纤维伸长过程中发挥不同的功能,通过转录与翻译调控控制特定基因表达,通过对蛋白质的折叠、修饰、运输调节蛋白质的活性和发挥作用的亚细胞器,通过促进纤维素、果胶等细胞壁结构和微管、微丝细胞骨架结构合成为快速伸长细胞提供结构组分,通过糖类代谢和ATP合成提供纤维伸长的能量和细胞伸长动力-膨压,另外还有关于H202信号及乙烯信号相关蛋白促进纤维的伸长。在众多蛋白质的共同作用下,改变了细胞生理和生化活动和形态结构。我们还对纤维伸长过程中的16个蛋白质的mRNA表达水平进行了检测,并与蛋白质水平进行了对比分析,从整体看,发现两者并没有明显的相关性。但对单个的蛋白质观察发现,有4个蛋白质表达与mRNA表达完全一致,其他或不能完全一致或完全没有一致性。这种情况可能是翻译水平或翻译后水平的调控造成的。
二、Cotton GhACTl Gene Is Preferentially Expressed in Fiber and Required for Fiber Elongation（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Cotton GhACTl Gene Is Preferentially Expressed in Fiber and Required for Fiber Elongation（论文提纲范文）
（1）二球悬铃木表皮毛发育调控基因PaTCP4、PaTCP15和PaNAC089的功能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略语表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 植物表皮毛发育的调控机制 |
| 1.2.1 拟南芥表皮毛发育的分子调控机制 |
| 1.2.2 棉纤维发育的分子调控机制 |
| 1.3 TCP家族转录因子调控表皮毛的发育 |
| 1.4 NAC家族转录因子调控表皮毛的发育 |
| 1.5 二球悬铃木表皮毛发育的研究进展 |
| 1.6 本研究的意义 |
| 第二章 二球悬铃木各部位表皮毛的形态观测及果皮毛转录组测序分析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 植物材料 |
| 2.2.2 RNA提取与反转录 |
| 2.2.3 转录组测序数据组装及功能注释 |
| 2.2.4 基因表达量分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 二球悬铃木雌花结构与表皮毛种类 |
| 2.3.2 二球悬铃木果皮毛转录组测序结果分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 二球悬铃木表皮毛的种类及功能 |
| 2.4.2 二球悬铃木表皮毛发育的调控涉及多种植物激素与众多转录因子 |
| 第三章 二球悬铃木PaTCP4基因的克隆及功能分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 植物材料 |
| 3.2.2 菌株与载体 |
| 3.2.3 基因克隆与启动子分离 |
| 3.2.4 序列比对及进化树分析 |
| 3.2.5 载体构建 |
| 3.2.6 亚细胞定位 |
| 3.2.7 拟南芥转化及阳性苗表型观察与统计 |
| 3.2.8 基因表达分析 |
| 3.2.9 酵母单杂交实验 |
| 3.2.10 双荧光素酶报告系统实验 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 PaTCP4转录因子序列分析 |
| 3.3.2 PaTCP4在二球悬铃木各个器官中的表达分析 |
| 3.3.3 PaTCP4亚细胞定位 |
| 3.3.4 PaTCP4在拟南芥中的功能验证 |
| 3.3.5 异源超表PaTCP4影响拟南芥中表皮毛相关基因的表达 |
| 3.3.6 PaTCP4直接激活拟南芥AtCPC和AtTCL2 |
| 3.3.7 PaTCP4在拟南芥中直接激活AtGIS和AtGL3 |
| 3.3.8 PaTCP4直接激活二球悬铃木PaGL3和PaGIS |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 PaTCP4直接激活AtCPC和AtTCL2表达以调控表皮毛的诱导 |
| 3.4.2 PaTCP4直接激活AtGL3和AtGIS及其同源基因表达以调控表皮毛分支 |
| 第四章 二球悬铃木Pa TCP15 基因的克隆及功能分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 PaTCP15转录因子序列分析 |
| 4.3.2 PaTCP15在二球悬铃木各个组织/器官中的表达分析 |
| 4.3.3 PaTCP15亚细胞定位 |
| 4.3.4 PaTCP15启动子分析 |
| 4.3.5 PaTCP15在拟南芥中的功能验证 |
| 4.3.6 异源超表PaTCP15影响拟南芥中下游基因的表达 |
| 4.3.7 PaTCP15直接激活拟南芥中AtIAA3与AtZFP6 |
| 4.3.8 PaTCP15直接激活PaZFP5 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 PaTCP15调控表皮毛的诱导与发育 |
| 4.4.2 PaTCP15可能整合多种激素调控通路以参与悬铃木的生长发育 |
| 第五章 二球悬铃木PaNAC089基因的克隆及功能分析 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料方法 |
| 5.2.1 截断序列 |
| 5.2.2 载体构建 |
| 5.2.3 转基因植株的花期统计 |
| 5.2.4 叶绿素含量测定 |
| 5.2.5 LUC瞬时表达分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 PaNAC089转录因子序列分析 |
| 5.3.2 PaNAC089在二球悬铃木各个组织/器官中的表达分析 |
| 5.3.3 亚细胞定位 |
| 5.3.4 ?PaNAC089直接抑制AtCO的表达延缓拟南芥开花 |
| 5.3.5 ?PaNAC089通过抑制CCGs的表达而促进拟南芥叶绿素的积累 |
| 5.3.6 ?PaNAC089抑制拟南芥表皮毛的诱导 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 PaNAC089编码膜系转录因子 |
| 5.4.2 ?PaNAC089通过直接抑制AtCO表达而延迟拟南芥开花 |
| 5.4.3 ?PaNAC089抑制拟南芥叶绿素的降解 |
| 5.4.4 ?PaNAC089抑制拟南芥表皮毛诱导 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.1.1 二球悬铃木果皮毛转录组测序 |
| 6.1.2 PaTCP4和PaTCP15的功能 |
| 6.1.3 PaNAC089的功能 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（3）多组学数据揭示棉花纤维发育转换期的遗传调控机制和重要代谢物（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 棉花纤维发育概述 |
| 1.2 复杂性状的遗传变异解析 |
| 1.2.1 GWAS在植物研究中的应用 |
| 1.2.2 eQTL定位方法 |
| 1.2.3 TWAS的开发及应用 |
| 1.3 代谢组学在植物研究中的应用 |
| 1.3.1 代谢组学概述 |
| 1.3.2 高通量代谢组开发 |
| 1.3.3 代谢组学在植物研究中的应用 |
| 1.3.4 单细胞及亚细胞代谢组 |
| 1.4 类黄酮代谢及木质素与棉花纤维发育 |
| 1.4.1 类黄酮代谢与棉花纤维发育 |
| 1.4.2 木质素与棉花纤维发育 |
| 1.5 本研究的目的与意义 |
| 第二章 GWAS和 eQTL整合解析启动棉花纤维次生细胞壁合成的遗传调控机制 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 RNA提取和测序 |
| 2.1.3 RNA-Seq数据作图和分析 |
| 2.1.4 基因组SNPs的鉴定 |
| 2.1.5 纤维品质性状的GWAS分析 |
| 2.1.6 表达QTL(eQTL)的鉴定 |
| 2.1.7 TWAS |
| 2.1.8 网络构建 |
| 2.1.9 差异表达基因和GO富集分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 纤维品质性状的GWAS分析 |
| 2.2.2 群体转录组测序和eQTL分析 |
| 2.2.3 纤维品质相关性状的TWAS分析 |
| 2.2.4 eQTL分析揭示不均等的亚基因组转录调控 |
| 2.2.5 eQTL热点和纤维长度调控网络的鉴定 |
| 2.2.6 基因组和转录变异对纤维长度的影响 |
| 2.3 讨论 |
| 2.3.1 eQTL分析将调控变异与基因转录关联起来 |
| 2.3.2 亚基因间的调控增加了基因转录的调控复杂性 |
| 2.3.3 Hot216 介导的基因调控网络参与植物次生细胞壁的形成 |
| 第三章 棉花自然群体代谢组测定及纤维品质相关代谢物分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 材料的种植与取样 |
| 3.1.2 代谢组样品的提取与制备 |
| 3.1.3 构建纤维MS2T库的LC-MS的条件与参数 |
| 3.1.4 陆地棉群体15 DPA纤维代谢组的测定 |
| 3.1.5 群体纤维品质测定及数据处理 |
| 3.1.6 代谢组遗传力和CV |
| 3.1.7 聚类、PCA及相关性分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 棉花自然群体代谢组自然变异分析 |
| 3.2.2 15 DPA纤维代谢物相关性分析 |
| 3.2.3 15 DPA纤维代谢物与纤维品质的相关性分析 |
| 3.2.4 纤维品质性状显着相关代谢物分析 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 15 DPA纤维代谢组分析鉴定到大量纤维品质相关代谢物 |
| 3.3.2 代谢组与多组学的整合解析复杂性状的遗传调控网络 |
| 第四章 类黄酮代谢途径基因GhCHS和 GhDFR在纤维发育中的功能分析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 实验材料 |
| 4.1.2 基因家族鉴定和表达热图分析 |
| 4.1.3 载体构建 |
| 4.1.4 遗传转化与组织培养 |
| 4.1.5 棉花DNA提取和Southern杂交 |
| 4.1.6 总RNA的提取及qRT-PCR基因表达量分析 |
| 4.1.7 纤维品质测定 |
| 4.1.8 类黄酮物质的组织化学染色 |
| 4.1.9 花青素及类黄酮物质含量测定 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 棉花CHS和 DFR基因家族鉴定和表达模式分析 |
| 4.2.2 GhCHS和 GhDFR干涉转基因棉花材料的创制 |
| 4.2.3 GhCHS和 GhDFR干涉棉花材料表型检测 |
| 4.2.4 干涉GhCHS和 GhDFR表达影响了类黄酮代谢 |
| 4.2.5 GhCHS和 GhDFR参与了棕色棉纤维色素形成 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 GhCHS和 GhDFR在纤维发育中有非常重要的功能 |
| 4.3.2 棉花纤维中存在着复杂的类黄酮代谢 |
| 4.3.3 棕色棉色素成分为类黄酮物质 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间已发表和待发表论文 |
| 致谢 |
（4）毛果杨PtLIM1基因在调控次生壁合成中的功能解析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 木材形成的发育过程 |
| 1.2 细胞壁的组成 |
| 1.2.1 木质素的合成 |
| 1.2.2 纤维素的合成 |
| 1.2.3 木聚糖的合成 |
| 1.3 参与次生壁合成的转录因子的调控模式 |
| 1.3.1 NAC类转录因子 |
| 1.3.2 MYB类转录因子 |
| 1.4 激素对次生壁合成调控的影响 |
| 1.5 LIM类转录因子 |
| 1.6 本课题研究内容与意义 |
| 1.7 技术路线图 |
| 第2章 PtLIM1基因的序列分析 |
| 2.1 生物信息学分析软件 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 系统进化树的构建步骤 |
| 2.2.2 氨基酸序列比对 |
| 2.3 结果分析 |
| 2.3.1 杨树PtLIM1基因的克隆分析 |
| 2.3.2 PtLIM1基因的序列分析 |
| 2.3.2.1 PtLIM1基因的系统进化分析 |
| 2.3.2.2 PtLIM1基因的氨基酸序列比对分析 |
| 第3章 PtLIM1基因的表达模式分析 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 植物材料与生长条件 |
| 3.1.2 试剂及试剂盒 |
| 3.1.3 仪器设备 |
| 3.1.4 数据分析方法 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 模板RNA的提取 |
| 3.2.2 模板cDNA的制备 |
| 3.2.3 引物设计 |
| 3.2.4 荧光定量PCR |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 组织表达模式分析 |
| 3.3.2 响应模式分析 |
| 第4章 毛果杨PtLIM1在调控次生壁合成中的功能分析 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.1.1 植物材料 |
| 4.1.2 菌种与质粒 |
| 4.1.3 试剂及试剂盒 |
| 4.1.4 实验仪器 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 PtLIM1基因表达载体的构建 |
| 4.2.1.1 模板cDNA的制备 |
| 4.2.1.2 引物设计 |
| 4.2.1.3 目的片段PCR扩增 |
| 4.2.1.4 PPZP211 载体酶切 |
| 4.2.1.5 目的片段与载体片段连接 |
| 4.2.1.6 大肠杆菌感受态细胞的转化 |
| 4.2.1.7 PCR阳性克隆菌的质粒提取与鉴定 |
| 4.2.2 农杆菌感受态细胞的制备和转化 |
| 4.2.2.1 农杆菌感受态细胞的制备 |
| 4.2.2.2 冻融法转化农杆菌 |
| 4.2.3 酵母表达载体的构建和转化 |
| 4.2.3.1 酵母感受态细胞的制作 |
| 4.2.3.2 酵母感受态细胞的转化 |
| 4.2.3.3 酵母自激活活性的验证 |
| 4.2.4 农杆菌介导的毛果杨遗传转化 |
| 4.2.5 拟南芥的培育 |
| 4.2.6 农杆菌介导的拟南芥遗传转化 |
| 4.2.7 初步的表型分析 |
| 4.2.8 纤维素、木质素含量的测定 |
| 4.2.8.1 多糖样品的制备 |
| 4.2.8.2 木质素含量的测定 |
| 4.2.8.3 纤维素含量的测定 |
| 4.2.9 石蜡切片观察 |
| 4.2.10 扫描电镜样品的制作与观察 |
| 4.2.11 荧光染色样品的制作与观察 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 杨树PtLIM1基因的转录活性分析 |
| 4.3.2 转基因植株定量鉴定 |
| 4.3.3 转基因植株生长特征分析 |
| 4.3.4 转基因植株切片分析 |
| 4.3.5 转基因山新杨木质素、纤维素含量分析 |
| 4.3.6 转基因拟南芥木质素、纤维素含量分析 |
| 4.3.7 转基因杨树木质素合成通路关键酶基因分析 |
| 4.3.8 转基因杨树纤维素合成通路关键酶基因分析 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（5）两个bHLH/HLH转录因子在棉花（Gossypium hirsutum）纤维发育中的功能及调控机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 棉花纤维发育概述 |
| 1.2 植物激素以及信号分子对棉花纤维起始和伸长的影响 |
| 1.3 棉花纤维起始和伸长转录调控的研究 |
| 1.3.1 棉花MYB蛋白对棉纤维发育的调控 |
| 1.3.2 棉花bHLH/HLH蛋白对棉纤维发育的调控 |
| 1.3.3 棉花HD-Zip蛋白对棉纤维发育的调控 |
| 1.4 棉花纤维伸长机制的研究 |
| 1.4.1 细胞骨架与棉纤维的伸长 |
| 1.4.2 膨胀压与棉纤维的伸长 |
| 1.4.3 细胞壁组分与棉纤维的伸长 |
| 1.5 植物bHLH/HLH转录因子研究进展 |
| 1.5.1 植物bHLH/HLH转录因子参与细胞伸长的研究 |
| 1.5.2 植物bHLH/HLH转录因子参与BR激素信号通路的研究 |
| 1.6 立题依据及研究意义 |
| 第二章 全基因组范围筛选鉴定参与BR信号通路来调控棉纤维伸长的bHLH/HLH转录因子 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 菌株及载体 |
| 2.1.3 工具酶及试剂盒 |
| 2.1.4 实验试剂及缓冲液 |
| 2.1.5 培养基配方 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 RNA的提取及逆转录 |
| 2.2.2 定量RT-PCR分析 |
| 2.2.3 感受态的制备及转化 |
| 2.2.4 载体构建 |
| 2.2.5 酵母单杂交 |
| 2.2.6 染色质免疫共沉淀 |
| 2.2.7 双荧光素酶实验 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 陆地棉中bHLH/HLH转录因子的鉴定 |
| 2.3.2 棉花bHLH/HLH蛋白的系统进化分析 |
| 2.3.3 纤维中GhbHLH/HLH基因能够响应BR激素信号应答 |
| 2.3.4 GhBZR1能够与GhFP2启动子结合 |
| 2.3.5 GhBZR1能够抑制GhFP2启动子转录活性 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 GhbHLH/HLH转录因子作为重要的BR信号响应因子可能在棉纤维伸长中发挥着重要的调控作用 |
| 2.4.2 GhBZR1蛋白通过直接抑制非典型的HLH基因的表达来正调控棉纤维的伸长 |
| 第三章 GhFP2在棉纤维发育中的功能研究 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 植物材料 |
| 3.1.2 菌株及载体 |
| 3.1.3 工具酶及试剂盒 |
| 3.1.4 实验试剂及缓冲液 |
| 3.1.5 培养基配方 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 棉花的遗传转化 |
| 3.2.2 棉花基因组DNA的提取 |
| 3.2.3 RNA的提取及逆转录 |
| 3.2.4 定量RT-PCR分析 |
| 3.2.5 扫描电镜实验 |
| 3.2.6 棉花胚珠离体培养实验 |
| 3.2.7 棉花纤维品质分析 |
| 3.2.8 棉花纤维的转录组分析 |
| 3.2.9 亚细胞定位分析 |
| 3.2.10 转录激活活性分析 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 GhFP2过量表达及RNAi载体的构建 |
| 3.3.2 GhFP2转基因棉花的培养与的鉴定 |
| 3.3.3 GhFP2在转基因棉花纤维中的表达分析 |
| 3.3.4 GhFP2转基因棉花的表型分析 |
| 3.3.5 GhFP2过量表达转基因棉花的转录组分析 |
| 3.3.6 GhFP2负调控纤维细胞伸长基因的表达 |
| 3.3.7 GhFP2可能作为一个转录抑制因子发挥功能 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 GhFP2负调控棉纤维的伸长发育 |
| 3.4.2 GhFP2负调控棉纤维伸长相关基因的表达 |
| 第四章 GhFP2互作蛋白的筛选与鉴定 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.1.1 植物材料 |
| 4.1.2 菌株及载体 |
| 4.1.3 工具酶及试剂盒 |
| 4.1.4 实验试剂及缓冲液 |
| 4.1.5 培养基配方 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 酵母双杂交实验 |
| 4.2.2 双分子荧光互补实验 |
| 4.2.3 CoIP实验 |
| 4.2.4 Western blot |
| 4.2.5 亚细胞定位分析及转录激活活性分析 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 酵母双杂交实验筛选与GhFP2互作的蛋白 |
| 4.3.2 双分子荧光互补实验验证GhFP2能够与GhACE1蛋白互作 |
| 4.3.3 Co-IP实验证实GhFP2能够与GhACE1蛋白互作 |
| 4.3.4 GhFP2蛋白和GhACE1蛋白能够分别形成同源二聚体 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 bHLH/HLH蛋白间的相互作用影响其功能 |
| 第五章 GhACE1在棉花纤维发育中的功能研究 |
| 5.1 实验材料 |
| 5.1.1 植物材料 |
| 5.1.2 菌株及载体 |
| 5.1.3 工具酶及试剂盒 |
| 5.1.4 实验试剂及缓冲液 |
| 5.1.5 培养基配方 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 棉花的遗传转化 |
| 5.2.2 棉花基因组DNA的提取 |
| 5.2.3 RNA的提取及逆转录 |
| 5.2.4 定量RT-PCR分析 |
| 5.2.5 棉花胚珠离体培养实验 |
| 5.2.6 CHIP实验 |
| 5.2.7 蛋白诱导 |
| 5.2.8 His标签蛋白天然条件纯化 |
| 5.2.9 EMSA实验 |
| 5.2.10 双荧光素酶转录激活实验 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 GhACE1蛋白亚细胞定位 |
| 5.3.2 GhACE1蛋白转录激活活性分析 |
| 5.3.3 GhACE1在棉花各组织中的表达分析 |
| 5.3.4 GhACE1转基因棉花的表型分析 |
| 5.3.5 GhACE1过量表达影响纤维伸长相关基因的表达 |
| 5.3.6 GhACE1蛋白能够与GhPIP2;7和GhEXP8启动子区域的E-box元件结合 |
| 5.3.7 GhACE1能够激活GhPIP2;7和GhEXP8启动子的转录活性,而GhFP2能够抑制这些转录激活活性 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 GhACE1通过正调控GhPIP2;7和GhEXP8的表达来促进棉纤维的伸长发育 |
| 5.4.2 GhFP2通过抑制GhACE1对下游基因的转录激活活性来负调控棉纤维的伸长发育 |
| 结论 |
| 本论文的主要创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 博士期间撰写及已发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）亚洲棉短绒的遗传研究和候选基因鉴定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 棉纤维类型及其不同类型突变体 |
| 1.3 不同棉种纤维进化研究进展 |
| 1.4 棉花纤维发育不同时期形态与生理特征 |
| 1.5 棉花纤维调控机制研究进展 |
| 1.5.1 植物激素调控棉纤维发育机制的研究进展 |
| 1.5.2 小的信号肽及其对纤维调控机制研究进展 |
| 1.5.3 转录因子调控棉纤维发育 |
| 1.5.4 超长链脂肪酸合成相关基因与纤维发育的研究进展 |
| 1.5.5 影响棉纤维发育的其它因子 |
| 1.6 挖掘棉花纤维相关基因方法研究进展 |
| 1.6.1 QTL定位 |
| 1.6.2 全基因组关联分析(GWAS) |
| 1.6.3 基因组结构变异与复杂性状解析 |
| 1.7 研究目的和意义 |
| 第二章 亚洲棉光籽性状的孟德尔遗传研究 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料及群体构建 |
| 2.1.2 田间试验及其性状调查 |
| 2.1.3 数据统计分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 不同亚洲棉亲本及F1光籽性状分级 |
| 2.2.2 亚洲棉光籽性状显隐性遗传学分析 |
| 2.2.3 亚洲棉杂交组合F2代光籽性状遗传分析 |
| 2.2.4 亚洲棉光籽性状与其他农艺性状相关性分析 |
| 2.3 讨论 |
| 第三章 亚洲棉光籽基因功能和调控机制分析 |
| 3.1 材料和方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 载体和菌种 |
| 3.1.3 试验所用试剂和试剂盒 |
| 3.1.4 主要仪器设备 |
| 3.1.5 引物合成及测序 |
| 3.1.6 实验常用试剂配制及保存 |
| 3.1.7 叶茸毛数目调查 |
| 3.1.8 扫描电镜 |
| 3.1.9 石蜡切片 |
| 3.1.10 棉花和拟南芥叶片总DNA提取 |
| 3.1.11 亚洲棉GWAS分析 |
| 3.1.12 基因组结构变异分析 |
| 3.1.13 棉花总RNA的提取、反转录和q RT-PCR |
| 3.1.14 文库构建、转录组测序、质量评估与结果分析 |
| 3.1.15 Ga FZ和 Ga08G0117 基因的亚细胞定位分析 |
| 3.1.16 Ga08G0117基因组织定位分析 |
| 3.1.17 VIGS诱导的Ga08G0117 基因沉默 |
| 3.1.18 不同亚洲棉品种GaFZ基因序列和启动子序列分析 |
| 3.1.19 原生质体瞬时表达分析 |
| 3.1.20 蛋白序列比对与系统进化分析 |
| 3.1.21 GaFZ超表达载体的构建及遗传转化 |
| 3.1.22 甲苯胺蓝染色(TB staining) |
| 3.1.23 酵母双杂交分析 |
| 3.1.24 转录激活分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 短绒突变体GA0149和其野生型GA0146表型鉴定 |
| 3.2.2 基于SNP和 SVs的短绒性状全基因组关联分析 |
| 3.2.3 候选基因区间及关键变异的确定 |
| 3.2.4 大片段(lar INDELFZ)插入序列的确定 |
| 3.2.5 lar INDELFZ与群体(GWAS和 F2)短绒和叶茸毛性状的连锁关系 |
| 3.2.6 lar INDELFZ序列特征 |
| 3.2.7 候选基因在GA0146和GA0149材料中的表达模式分析 |
| 3.2.8 Ga08G0117基因组织和亚细胞定位分析 |
| 3.2.9 VIGS诱导的亚洲棉Ga08G0117 基因沉默 |
| 3.2.10 亚洲棉FZ位点区域序列分析 |
| 3.2.11 lar INDELFZ大片段促进Ga FZ的表达 |
| 3.2.12 GaFZ基因特征性分析 |
| 3.2.13 GaFZ的转基因拟南芥功能验证 |
| 3.2.14 GaFZ转基因陆地棉阳性植株的获得 |
| 3.2.15 GaFZ转基因陆地棉插入拷贝数检测 |
| 3.2.16 GaFZ转基因陆地棉阳性植株表型鉴定 |
| 3.2.17 陆地棉同源基因在转基因材料中的鉴定 |
| 3.2.18 短绒突变体GA0149和其野生型GA0146转录组分析 |
| 3.2.19 拟南芥野生型和转基因株系转录组分析 |
| 3.2.20 R2R3-MYB/b HLH/WD40(MBW)系统与短绒发育的关系 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 非编码区间结构变异可能在调控棉花重要性状方面发挥着重要作用 |
| 3.3.2 lar INDELFZ可能作为增强子激活了Ga FZ基因的表达 |
| 3.3.3 GaFZ可能是直接作用于脂肪酸代谢途径的新的纤维调控因子 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 全文结论及展望 |
| 4.1 主要结论 |
| 4.2 创新点 |
| 4.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 附图和附表 |
| 附录Ⅱ 在读期间研究成果 |
| 致谢 |
（7）棉花纤维伸长相关miRNA的筛选及功能验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 英文缩略表 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 棉花简介 |
| 1.1.1 棉花的多样性及驯化历程 |
| 1.2 纤维发育 |
| 1.2.1 纤维发育的过程 |
| 1.2.2 影响纤维伸长的因素 |
| 1.3 Micro RNA的介绍及其与纤维的关系 |
| 1.3.1 Micro RNA的形成及作用机制 |
| 1.3.2 miRNA参与纤维发育 |
| 1.4 棉花纤维品质性状的定位研究 |
| 1.4.1 性状的遗传解析方法 |
| 1.4.2 海陆群体的优势 |
| 1.4.3 棉花纤维品质性状的QTL定位 |
| 1.5 本研究的目的和意义 |
| 第二章 棉花纤维长度相关QTL定位及候选基因鉴定 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 实验材料种植 |
| 2.1.2 材料取样及处理 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 纤维品质测量及分析 |
| 2.2.2 DNA提取及简化测序文库构建 |
| 2.2.3 RNA提取和检测 |
| 2.2.4 数据比对及分析 |
| 2.2.5 连锁图谱构建 |
| 2.2.6 图谱评估及重组热点分析 |
| 2.2.7 QTL定位 |
| 2.2.8 候选基因筛选及验证 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 纤维品质性状的表型统计 |
| 2.3.2 基于测序的F_2群体的基因分型 |
| 2.3.3 高密度遗传图谱的构建 |
| 2.3.4 F_2和F_(2:3)群体中纤维品质性状的QTL定位 |
| 2.3.5 稳定的纤维长度QTL的Meta分析 |
| 2.3.6 纤维长度相关QTL的候选基因的筛选及表达模式分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 棉花纤维伸长期miRNA分析 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 材料取样及处理 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.2.1 RNA提取和检测 |
| 3.2.2 miRNA和降解组文库构建 |
| 3.2.3 数据过滤、比对及miRNA鉴定 |
| 3.2.4 差异表达miRNA筛选 |
| 3.2.5 差异表达miRNA与纤维长度QTL共定位分析 |
| 3.2.6 候选miRNA靶基因预测及验证 |
| 3.2.7 miRNA、靶基因表达模式分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 测序数据简介 |
| 3.3.2 已知miRNA的鉴定 |
| 3.3.3 新miRNA的鉴定 |
| 3.3.4 差异表达miRNA与纤维长度相关QTL和QTL热点区的共定位 |
| 3.3.5 靶基因预测和验证 |
| 3.3.6 miRNA和靶基因在陆地棉、雷蒙德氏棉和亚洲棉基因组中的分布 |
| 3.3.7 纤维长度相关候选miRNA及靶基因的表达模式分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 异源多倍体中miRNA和靶基因的关系 |
| 3.4.2 miRNA及其靶基因在异源四倍体及其祖先二倍体中的表达差异 |
| 3.4.3 新发现的miRNA调控纤维伸长的网络 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 棉花miR477的家族分析、克隆及功能验证 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.1.1 实验材料种植 |
| 4.1.2 材料取样及处理 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.2.1 RNA提取 |
| 4.2.2 鉴定miR477家族 |
| 4.2.3 纤维长度相关QTL和热点区与miR477家族成员的共定位 |
| 4.2.4 成熟miRNA、pri-miRNA及其靶基因的qRT-PCR |
| 4.2.5 miR477b前体序列的克隆和序列比对 |
| 4.2.6 棉花miR477b的病毒诱导基因沉默 |
| 4.2.7 miR477b过表达和抑制载体遗传转化棉花 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 miR477b的筛选及靶基因验证 |
| 4.3.2 miR477家族在陆地棉和海岛棉中的全基因组分析 |
| 4.3.3 两个材料中miR477b的前体的序列和二级结构分析 |
| 4.3.4 miR477b的VIGS功能验证 |
| 4.3.5 miR477b的转基因验证 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 棉花miR160的家族分析、克隆及功能验证 |
| 5.1 实验材料 |
| 5.2 试验方法 |
| 5.2.1 miR160家族成员的鉴定 |
| 5.2.2 成熟miRNA、pri-miRNA及其靶基因的qRT-PCR |
| 5.2.3 棉花miR160的病毒诱导基因沉默 |
| 5.2.4 高效液相色谱法(high-performance liquid chromatography,HPLC)测定吲哚-3-乙酸(IAA)的含量 |
| 5.2.5 纤维长度测量 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 miR160a-5p及其靶基因的鉴定和验证 |
| 5.3.2 陆地棉和海岛棉中miR160家族的全基因组分析 |
| 5.3.3 纤维伸长过程中有功能的miR160的鉴定 |
| 5.3.4 miR160a-5p_A05的VIGS功能验证 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 两个四倍体棉花中的miR160家族 |
| 5.4.2 miR160a-5p在纤维伸长过程中的作用 |
| 5.5 结论 |
| 第六章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（8）棉纤维发育相关基因的挖掘及优质转基因棉花的培育（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一部分 棉纤维发育相关基因的筛选及功能分析 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 棉花纤维伸长发育过程的研究进展 |
| 1.1.1 纤维原始细胞分化起始过程相关研究 |
| 1.1.2 棉纤维伸长过程的相关研究 |
| 1.1.3 棉纤维次生壁增厚过程的相关研究 |
| 1.1.4 棉纤维脱水成熟过程的相关研究 |
| 1.2 棉花纤维发育相关基因的研究进展 |
| 1.2.1 转录组测序技术在棉花纤维发育研究中的应用 |
| 1.2.2 棉纤维发育相关基因的研究 |
| 1.3 棉花纤维启动子的研究进展 |
| 1.3.1 植物启动子的基本结构、功能与分类 |
| 1.3.2 双向启动子在植物中的研究现状 |
| 1.3.3 棉纤维特异或优势表达启动子的研究进展 |
| 1.4 本课题研究的目的意义 |
| 第二章 棉花纤维发育相关基因的筛选 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 实验仪器及试剂 |
| 2.1.3 引物序列及测序 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 样品准备 |
| 2.2.2 RNA的提取 |
| 2.2.3 RNA质量检测 |
| 2.2.4 文库构建 |
| 2.2.5 生物信息数据分析流程 |
| 2.2.6 转录组数据的qRT-PCR分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 棉花不同组织样品总RNA质量检测 |
| 2.3.2 棉花不同组织转录组测序数据的质量评估 |
| 2.3.3 基因总体表达水平分析 |
| 2.3.4 7 DPA纤维与非纤维组织转录组之间的差异表达基因分析 |
| 2.3.5 14 DPA纤维与非纤维组织转录组之间的差异表达基因分析 |
| 2.3.6 26 DPA纤维与非纤维组织转录组之间的差异表达基因分析 |
| 2.3.7 利用qRT-PCR方法对转录组数据进行验证 |
| 2.4 讨论 |
| 第三章 陆地棉双向启动子的序列分析及功能鉴定 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 植物材料 |
| 3.1.2 实验仪器和试剂 |
| 3.1.3 菌体和质粒载体 |
| 3.1.4 培养基和常规试剂 |
| 3.1.5 引物序列及测序 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 SqRT-PCR和 qRT-PCR分析双向基因对Ghrack1和Ghuhrf1 的表达模式 |
| 3.2.2 5 ˊRACE技术确定双向基因的转录起始位点 |
| 3.2.3 双向基因间区域的克隆与序列分析 |
| 3.2.4 植物表达载体的构建与农杆菌转化 |
| 3.2.5 拟南芥的稳定表达转化 |
| 3.2.6 转基因拟南芥阳性植株的检测及拷贝数分析 |
| 3.2.7 转基因植株的组织化学染色和绿色荧光蛋白观察 |
| 3.2.8 转基因拟南芥中gus和 gfp基因的表达量差异分析 |
| 3.2.9 转基因拟南芥的Western blot检测 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 双向基因间序列分析 |
| 3.3.2 Ghrack1和Ghuhrf1 基因在陆地棉不同组织中的差异表达分析 |
| 3.3.3 双向基因间序列的克隆及分析 |
| 3.3.4 转基因拟南芥阳性植物的检测及其拷贝数分析 |
| 3.3.5 双向启动子GhRU在转基因拟南芥中的功能分析 |
| 3.3.6 报告基因在转基因拟南芥中的转录水平差异分析 |
| 3.3.7 Western blot检测转基因拟南芥中GUS蛋白和GFP蛋白的表达水平 |
| 3.4 讨论 |
| 第四章 陆地棉基因组中双向启动子的挖掘及功能分析 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 陆地棉双向基因对的筛选 |
| 4.2.2 陆地棉双向基因对的功能注释和聚类分析 |
| 4.2.3 陆地棉双向基因对的同源性分析 |
| 4.2.4 纤维特异或优势表达双向基因对的筛选 |
| 4.2.5 双向启动子的获得及其序列特征分析 |
| 4.2.6 双向启动子的克隆及功能分析 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 陆地棉双向基因对的全基因组筛选及功能聚类分析 |
| 4.3.2 双向启动子的序列特征及其基因组分布分析 |
| 4.3.3 棉纤维特异或优势表达双向启动子的筛选及克隆 |
| 4.3.4 棉纤维特异或优势表达双向启动子的功能分析 |
| 4.3.5 四个棉花亚种的双向基因对及其双向启动子的比较分析 |
| 4.3.6 双向基因的系统进化分析 |
| 4.4 讨论 |
| 第二部分 优质纤维转基因棉花的培育 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)蛋白家族的研究进展 |
| 1.1.1 XTH蛋白的分类 |
| 1.1.2 XET在植物细胞壁重塑过程中的研究 |
| 1.2 微管切割蛋白(KTN)在植物中的研究 |
| 1.3 特异表达启动子在纤维品质改良研究中的应用 |
| 1.4 本研究的目的和意义 |
| 第二章 转GhXET基因棉花植株的获得及特异性检测分析 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 实验仪器及试剂 |
| 2.1.3 菌体和质粒载体 |
| 2.1.4 培养基和常规试剂 |
| 2.1.5 引物序列 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 GhXET基因及编码蛋白的生物信息学分析 |
| 2.2.2 GhXET基因植物表达载体的构建与农杆菌转化 |
| 2.2.3 棉花的遗传转化 |
| 2.2.4 转GhXET基因棉花中目标基因的拷贝数分析 |
| 2.2.5 转基因棉花植株中GhXET基因在不同组织中的表达量分析 |
| 2.2.6 转GhXET基因棉花成熟纤维的品质测定 |
| 2.2.7 转GhXET基因棉花侧翼序列克隆与分析 |
| 2.2.8 转GhXET基因转化事件特异性PCR检测方法的建立 |
| 2.2.9 转GhXET基因棉花植株纯合体筛选方法的建立 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 GhXET基因在陆地棉中的表达模式分析 |
| 2.3.2 GhXET蛋白的生物信息学分析结果 |
| 2.3.3 转GhXET基因棉花植株的获得 |
| 2.3.4 转GhXET基因棉花的PCR检测 |
| 2.3.5 转GhXET基因棉花植株中目标基因的拷贝数分析 |
| 2.3.6 利用qRT-PCR分析转基因棉花的mRNA表达量分析 |
| 2.3.7 转GhXET基因棉花的成熟纤维品质测定 |
| 2.3.8 转GhXET基因棉花中目标基因的侧翼序列分析 |
| 2.3.9 转GhXET基因转化事件特异性PCR检测方法的建立 |
| 2.3.10 转GhXET基因棉花植株纯合体筛选方法的建立 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 纤维特异性启动子在棉花纤维发育相关基因研究中的应用 |
| 2.4.2 木葡聚糖内转糖苷酶XET在纤维发育过程中的功能分析 |
| 2.4.3 转GhXET基因棉花的分子特征分析 |
| 第三章 转GhKTN基因棉花植株的获得及特异性检测分析 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 GhKTN基因及编码蛋白的生物信息学分析 |
| 3.2.2 GhKTN基因植物表达载体的构建与农杆菌转化 |
| 3.2.3 棉花的遗传转化 |
| 3.2.4 转GhKTN基因棉花中目标基因的拷贝数分析 |
| 3.2.5 转GhKTN基因棉花中目标基因的mRNA表达量分析 |
| 3.2.6 转GhKTN基因棉花的成熟纤维品质测定 |
| 3.2.7 转GhKTN基因棉花的侧翼序列克隆与分析 |
| 3.2.8 转GhKTN基因转化事件特异性PCR检测方法的建立 |
| 3.2.9 转GhKTN基因棉花植株纯合体筛选方法的建立 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 GhKTN基因在陆地棉中的表达模式分析 |
| 3.3.2 GhKTN蛋白的生物信息学分析结果 |
| 3.3.3 转GhKTN基因棉花的PCR检测 |
| 3.3.4 转GhKTN基因棉花中目标基因的拷贝数分析 |
| 3.3.5 利用qRT-PCR分析转基因棉花的mRNA表达量分析 |
| 3.3.6 转GhKTN基因棉花的成熟纤维品质测定 |
| 3.3.7 转GhKTN基因棉花中目标基因的侧翼序列分析 |
| 3.3.8 转GhKTN基因转化事件特异性PCR检测方法的建立 |
| 3.3.9 转GhKTN基因棉花植株纯合体筛选方法的建立 |
| 3.4 讨论 |
| 结论与创新点 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表论文情况 |
| 致谢 |
（9）GhHOX4在棉花纤维细胞起始和伸长发育中的调控作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 一、引言 |
| 1.1 表皮毛 |
| 1.1.1 拟南芥表皮毛发育过程 |
| 1.1.2 棉花纤维发育过程 |
| 1.2 HD-Zip Ⅳ家族在表皮毛发育中的作用 |
| 1.3 HOX家族在棉纤维发育中的作用 |
| 1.4 磷脂酸(PA) |
| 1.5 立题依据及研究意义 |
| 二、实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 载体和菌种 |
| 2.1.3 工具酶及药品试剂 |
| 2.1.4 常用储存液和缓冲液 |
| 2.1.5 本论文所用培养基 |
| 2.2 仪器设备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 磷脂酸PA处理转基因拟南芥及叶片表皮毛的洗脱 |
| 2.3.2 转基因棉花材料的准备 |
| 2.3.3 转基因棉花基因组DNA的提取与检测 |
| 2.3.4 GhHOX4转基因棉花后代的表达分析 |
| 2.3.5 棉花离体胚珠培养 |
| 2.3.6 GhHOX4 RNAi转基因棉花开花后6天棉纤维转录组测序分析及验证 |
| 三、实验结果 |
| 3.1 磷脂酸(PA)对GhHOX4基因的影响 |
| 3.1.1 PA对GhHOX4转基因拟南芥表皮毛长度有促进作用 |
| 3.1.2 PA对GhHOX4过量表达转基因棉花纤维长度的影响 |
| 3.2 GhHOX4转基因棉花鉴定 |
| 3.2.1 T2、T3、T4代GhHOX4 RNAi转基因棉花植株的鉴定 |
| 3.2.2 T2、T3、T4代GhHOX4过量表达转基因棉花植株的鉴定 |
| 3.3 GhHOX4基因在转基因棉花纤维中的表达分析 |
| 3.3.1 棉花纤维RNA提取及逆转录 |
| 3.3.2 GhHOX4转基因棉花纤维中GhHOX4基因表达量检测 |
| 3.4 转基因棉花后代株系的表型分析 |
| 3.4.1 T2、T3、T4代GhHOX4 RNAi转基因棉花成熟纤维长度检测 |
| 3.4.2 T3、T4代GhHOX4过量表达转基因棉花成熟纤维长度检测 |
| 3.4.3 GhHOX4转基因棉花成熟纤维品质分析 |
| 3.5 棉花离体胚珠培养 |
| 3.6 棉花胚珠徒手切片观察 |
| 3.7 GhHOX4转基因株系开花后6天棉纤维转录组验证及分析 |
| 3.7.1 转录组验证结果 |
| 3.7.2 转录组数据分析 |
| 四、讨论 |
| 4.1 GhHOX4在棉花纤维细胞起始分化中可能发挥重要作用 |
| 4.2 GhHOX4对棉纤维伸长发育起重要的调控作用 |
| 4.3 GhHOX4通过作用于广泛的调控网络来调控棉花纤维细胞的起始与伸长发育 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）棉花纤维起始及伸长过程中的比较蛋白质组学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 蛋白质组学 |
| 1.1.1 蛋白质组学的基本内容 |
| 1.1.2 蛋白质组学研究的基本技术 |
| 1.1.3 生物信息学在蛋白质组学研究中的作用 |
| 1.2 棉花 |
| 1.2.1 棉花基本概况 |
| 1.2.2 棉花纤维的研究进展 |
| 1.2.3 棉花的蛋白质组学研究 |
| 本研究的内容、目的和意义 |
| 2 预实验确定合适的聚焦条件 |
| 2.1 材料与试剂 |
| 2.1.1 材料 |
| 2.1.2 试剂及仪器 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 胚珠总蛋白的提取及定量 |
| 2.2.2 棉花纤维及胚珠总蛋白的常规2-DE |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 双向电泳预实验 |
| 2.3.2 聚焦条件的优化 |
| 2.4 微量蛋白聚焦条件的摸索 |
| 2.5 小结 |
| 3 棉花纤维起始分化的蛋白组学研究 |
| 3.1 材料与试剂 |
| 3.1.1 材料 |
| 3.1.2 试剂及仪器 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 胚珠总蛋白的提取及定量 |
| 3.2.2 棉花纤维起始分化的DIGE实验 |
| 3.2.3 常规2-DE制备质谱挖点备用胶 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 表达差异蛋白的分析与鉴定 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 4 棉花纤维快速伸长期的蛋白组学研究 |
| 4.1 材料与试剂 |
| 4.1.1 材料 |
| 4.1.2 试剂及仪器 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 胚珠总蛋白的提取及定量 |
| 4.2.2 常规2-DE建立纤维蛋白表达谱 |
| 4.2.3 DIGE技术棉花纤维起始分化蛋白质组学研究 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 徐州142棉花纤维蛋白表达谱的建立 |
| 4.3.2 利用荧光差异凝胶电泳技术进行纤维伸长期蛋白质组学研究 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.4.1 糖类合成与代谢相关蛋白与纤维伸长 |
| 4.4.2 细胞骨架结构相关蛋白 |
| 4.4.3 细胞内氧化还原平和相关蛋白 |
| 4.4.4 与ATP及能量相关蛋白 |
| 4.4.5 蛋白质的折叠、修饰、运输及代谢相关蛋白 |
| 4.4.6 转录与翻译调控蛋白 |
| 4.4.7 响应刺激相关蛋白 |
| 4.4.8 其他功能分类蛋白质 |
| 4.4.9 其他在纤维伸长过程中表达变化的蛋白质 |
| 4.5 小结 |
| 5 纤维伸长相关蛋白的基因表达研究 |
| 5.1 试验方法 |
| 5.1.1 棉花纤维mRNA的提取 |
| 5.1.2 cDNA制备 |
| 5.1.3 QRT-PCR |
| 5.1.4 蛋白质表达水平分析 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.2.1 QRT-PCR实验基因选择与引物设计 |
| 5.2.2 QRT-PCR结果 |
| 5.2.3 蛋白质与mRNA表达分析 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
四、Cotton GhACTl Gene Is Preferentially Expressed in Fiber and Required for Fiber Elongation（论文参考文献）
- [1]二球悬铃木表皮毛发育调控基因PaTCP4、PaTCP15和PaNAC089的功能分析[D]. 邵长生. 华中农业大学, 2021
- [2]四种棉花APX和14-3-3基因家族全基因组分析[D]. 刘超. 重庆邮电大学, 2021
- [3]多组学数据揭示棉花纤维发育转换期的遗传调控机制和重要代谢物[D]. 李中华. 华中农业大学, 2021
- [4]毛果杨PtLIM1基因在调控次生壁合成中的功能解析[D]. 张双意. 鲁东大学, 2021(12)
- [5]两个bHLH/HLH转录因子在棉花（Gossypium hirsutum）纤维发育中的功能及调控机制研究[D]. 卢蕊. 华中师范大学, 2021
- [6]亚洲棉短绒的遗传研究和候选基因鉴定[D]. 王晓阳. 华中农业大学, 2020(01)
- [7]棉花纤维伸长相关miRNA的筛选及功能验证[D]. 刘国元. 中国农业科学院, 2019(01)
- [8]棉纤维发育相关基因的挖掘及优质转基因棉花的培育[D]. 杨江涛. 内蒙古大学, 2019(09)
- [9]GhHOX4在棉花纤维细胞起始和伸长发育中的调控作用研究[D]. 卫莹丽. 华中师范大学, 2019(01)
- [10]棉花纤维起始及伸长过程中的比较蛋白质组学研究[D]. 王红岩. 华中农业大学, 2014(09)