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种子特异启动子调控ipt基因表达对烟草种子发育的影响

作　者: 王兴美
导　师: 马庆虎
学　校: 中国科学院研究生院（植物研究所）
专　业: 细胞生物学
关键词: 细胞分裂素 lectin-ipt基因 转基因烟草 种子发育
分类号: Q943
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


细胞分裂素(cytokinin,CTK)是五大类植物激素之一,它参与了植物许多生理过程与代谢的调控,主要有促进细胞的分裂和扩大,诱导芽、根和叶绿体的分化,促进种子与果实的发育,解除顶端优势,延缓叶片衰老及增强植物胁迫抗性,调节叶绿体发育基因、营养代谢基因及其它功能基因的表达,调控营养物质的运输和分配等。其调节的植物生理过程也受到其他不同因素的影响。细胞分裂素也是参与植物信号途径间相互作用的一类重要激素。早期有关细胞分裂素生理作用的研究是基于外源激素的施用来进行的。由于通过外源施用细胞分裂素,其在植物体内的吸收,转运及代谢过程的复杂性和未知性,使得实验研究的因果关系难以确定。随着分子生物学的发展和植物转基因技术的日趋成熟,采用基因工程的方法来研究和探讨细胞分裂素对植物生长发育的调节作用及作用机理是近年来研究的热点,同时也为应用植物激素进行遗传育种提供了广阔的前景。近年来,越来越多的真核生物启动子的分离克隆,促进了细胞分裂素基因工程的发展。利用具有组织特异性、发育特异性的启动子调控ipt基因,可使ipt基因在植物的特定组织或某一发育阶段进行表达。从而可根据不同的研究目的调控植物转化体中细胞分裂素合成的部位、时间和表达水平。尽管应用一些组织特异启动子融合ipt基因进行了一些细胞分裂素有关生理作用的研究,但是,有关细胞分裂素在胚和种子发育过程中的细胞学方面的研究还很少。为研究ipt基因在种子发育过程中的作用,我们用大豆种子特异启动子-lectin融合ipt基因转化烟草,获得再生烟草植株。从生理学和细胞学上分析了ipt基因在lectin启动子的控制下的基因表达对种子生长发育的影响。发现在转基因烟草中,lectin-ipt基因的表达促进了种子胚及胚乳的细胞分裂,促使种子胚的生长加快,种子胚的增大为物质的贮存提供了条件,使营养物质更多的向种子运输,主要是可溶性蛋白质含量增加。由此进一步提高了转基因烟草种子干重的增加,种子的萌发与幼苗生长的加快,幼苗鲜重增加。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 文献综述  8-25
  1 细胞分裂素的发现和种类  8-11
    1.1 细胞分裂素的发现  8-10
    1.2 细胞分裂素的种类和结构特点  10-11
  2 细胞分裂素的合成代谢和运输  11-15
    2.1 细胞分裂素的合成部位和运输  11
    2.2 细胞分裂素的合成代谢  11-15
  3 细胞分裂素的生理作用  15-18
  4 细胞分裂素的信号转导  18-22
    4.1 细胞分裂素受体  18-20
    4.2 细胞分裂素信号转导途径  20-21
    4.3 细胞分细胞分裂素的作用模型  21-22
  5 细胞分裂素的转基因植物研究  22-25
第二章 本研究的目的意义和技术路线  25-28
  1 目的意义  25-27
  2 技术路线  27-28
第三章 实验材料和方法  28-40
  1 实验材料  28-29
  2 实验方法  29-40
第四章 结果与分析  40-52
  1 转基因烟草的获得  40-42
    1.1 转基因烟草的分子检测  41
    1.2 转基因烟草的生长发育状况  41-42
    1.3 烟草种子的收获  42
  2 烟草成熟种子百粒干重及种子萌发分析  42-44
    2.1 烟草成熟种子百粒干重分析  42-43
    2.2 烟草种子的萌发分析  43-44
  3 烟草种子可溶性蛋白质分析  44-46
    3.1 成熟烟草种子可溶性蛋白质分析  44-45
    3.2 不同发育时期烟草种子可溶性蛋白质分析  45-46
  4 ipt 基因的种子特异表达对种子及胚发育的影响  46-50
    4.1 烟草种子胚中柱原细胞层数的分析  46-47
    4.2 烟草种子胚乳、子叶及胚轴细胞数目分  47-49
    4.3 ipt 基因的达对种子胚直径和长度的影响  49-50
  5 lectin-ipt 基因与vicilin-ipt 基因对转基因烟草种子发育影响的比较  50-52
第五章 讨论与小结  52-55
参考文献  55-62
缩写词  62-63
附录  63-64
致谢  64

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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物细胞遗传学
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