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播娘蒿抗寒性鉴定及其CBF基因的克隆、序列分析和蛋白的表达纯化

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目录

前言

第一章低温胁迫对播娘蒿和紫花苜蓿生理的影响

1试验材料

1.1材料和处理

1.2仪器设备

1.3试剂

2试验方法

2.1叶片SOD酶活性测定

2.2叶片脯氨酸含量测定

2.3叶片电导率的测定

3结果

3.1不同光照时间对氮蓝四唑显色反应的影响

3.2低温胁迫对叶片SOD酶活性影响

3.3低温胁迫对叶片脯氨酸含量的影响

3.4低温胁迫对紫花苜蓿叶片电导率的影响

4讨论

4.1低温胁迫与SOD活性的关系

4.2低温胁迫与脯氨酸含量的关系

4.3冰冻胁迫与质膜伤害的关系

第二章播娘蒿CBF基因EST序列克隆和3’末端序列扩增

1试验材料

1.1实验植株

1.2实验用试剂盒、工具酶

1.3试剂

1.4引物的合成

2试验方法

2.1播娘蒿总RNA提取

2.2播娘蒿CBF基因EST序列的同源克隆

2.3播娘蒿CBF基因3'RACE扩增

3结果与分析

3.1播娘蒿总RNA的提取

3.2多个物种CBF蛋白氨基酸序列同源性比对结果

3.3播娘蒿CBF基因EST的克隆结果

3.4播娘蒿CBF基因3'RACE结果及巢式引物验证

4讨论

4.1播娘蒿CBF基因EST序列克隆

4.2 cDNA 3’末端快速扩增(3'RACE)的使用

第三章播娘蒿CBF基因5’末端扩增

1试验材料

1.1模板

1.2引物设计与合成

2试验方法

2.1环化法

2.2末端脱氧核糖核酸转移酶法

2.3 CLONTECH的5'RACE反转录酶法

3结果与分析

3.1环化法5’RACE

3.2末端脱氧核糖核酸转移酶(TDT酶)法5'RACE

3.3 CLONTECH的5'RACE反转录酶法

4讨论

4.1 5'RACE方法的比较

4.2 5'RACE技术的优化改进

附图

第四章播娘蒿CBF基因序列结构分析和功能预测

1分析方法

1.1核苷酸序列分析

1.2蛋白质序列分析

2结果分析

2.1核酸序列分析结果

2.2蛋白质序列分析

3讨论

3.1生物信息学分析方法的产生和利用

3.2播娘蒿CBF基因的结构和功能预测

3.3播娘蒿CBF基因与拟南芥CBF基因的不同

3.4播娘蒿CBF基因5’端非翻译区在抗寒能力中可能存在的作用

第五章播娘蒿CBF基因的原核表达和纯化

1.材料

1.1质粒和菌株

1.2酶和主要试剂

1.3引物合成

2.方法

2.1播娘蒿CBF基因完整ORF框的引物设计

2.2播娘蒿CBF基因完整ORF框的PCR扩增

2.3重组表达载体的构建

2.4 pET32a-CBF在大肠杆菌中的表达筛选

2.5重组菌菌体裂解物的凝胶电泳

2.6播娘蒿CBF蛋白的分离纯化

3.结果和分析

3.1播娘蒿CBF目的基因片段的扩增和表达载体的构建

3.2重组载体pET32a-CBF的表达和SDS-PAGE电泳

3.3原核表达播娘蒿CBF融合蛋白的分离纯化

4.讨论

4.1播娘蒿CBF蛋白表达诱导时间和IPTG浓度的优化

4.2 pET表达载体的选择与播娘蒿CBF蛋白的展望

结论

致谢

综述一:植物抗寒研究进展

1植物的低温损害机理

1.1生物膜系统

1.2酶系统与植物抗寒性

2植物低温胁迫下的生理响应及低温诱导基因的研究方法

2.1低温胁迫下植物生理响应的研究方法

2.2低温诱导基因表达的研究方法

3冷驯化对植物抗寒性的生理影响

3.1冷驯化提高了膜的抗冷性

3.2冷驯化提高了植物的抗氧化能力

3.3冷驯化提高了细胞内可溶物的积累

3.4冷驯化提高植物低温诱导基因表达及其产物积累

4目前已知的提高植物抗寒性的措施

4.1低温驯化

4.2 Ca和CaM

4.3化学物质

4.4转入与膜稳定性和流动性相关的基因

4.5转入与细胞活性相关的蛋白基因

4.6转入与抗渗透胁迫相关的基因

4.7转入抗冻蛋白基因

4.8清除活性氧中间产物

5问题与前景展望

综述二:CBF基因研究进展

1 CBF基因的发现

2 CBF转录激活因子的结构与特性

3 CBF转录激活因子的表达

4 CBF转录激活因子的生理生化功能

5 CBF转录激活因子在提高植物耐逆性中的作用

6 CBF的同源性基因

7展望

参考文献

在校期间学习情况

声 明

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摘要

本文在研究播娘蒿和紫花苜蓿低温胁迫生理特性的基础上,克隆得到了播娘蒿的CBF基因,这对于以后进行优质豆科牧草苜蓿的抗寒基因工程改造,扩大苜蓿的种植面积,充分利用和治理高寒地区的荒地有着极其重要的作用。取得的主要成果: 1.随着4℃冷处理,叶片的SOD活性呈先上升后下降趋势,然后保持稳定;脯氨酸含量随冷处理时间呈增加趋势;在高于-5℃低温胁迫时,播娘蒿叶片的电导率呈缓慢增加,而低于-6℃时由于质膜受到损伤播娘蒿叶片电导率显著增加,表明播娘蒿可以耐受-5℃的低温。相对的,紫花苜蓿叶片在低于-4℃时叶片电导率急速上升,表明其只能耐受-3℃的低温,各项指标证明了播娘蒿拥有更高的抗寒性。 2.通过3'RACE和5'RACE的方法,得到播娘蒿CBF基因的844bp大小的序列。 3.通过改进的5'RACE方法不仅克隆到播娘蒿CBF基因的5'端序列,并为以后克隆其它基因5'端的试验平台奠定了基础。 4.对克隆得到的播娘蒿CBF基因序列进行生物信息学分析,发现得到完整的ORF读框和3'端非翻译区。证明播娘蒿CBF蛋白属于AP2型DNA结合大家族中的CBF家族,具有AP2结合域,域的两端拥有该家族特有的PKK/RPAGRxKFxETRHP和DSAWR两端短多肽序列,有着酸性氨基酸组成的潜在酸性活化区域,无核定位信号序列,无信号肽,无跨膜结构,卷曲折叠存在可能性不显著。 5.利用pET-32a原核表达系统表达并纯化了播娘蒿CBF融合蛋白。

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