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水稻TE2基因调控分蘖数的分子机理研究

水稻TE2基因调控分蘖数的分子机理研究

作者：王勇祥浙江师范大学

学位级别：硕士

水稻分蘖是构成水稻理想株型的重要因素之一,而有效分蘖数是水稻产量构成的关键因子之一。本实验室在前期鉴定了一个水稻分蘖相关基因TE2,该基因突变体的分蘖数较野生型显著减少。同时,我们通过转基因技术在野生型日本晴水稻中过表达该... 详细信息

水稻分蘖是构成水稻理想株型的重要因素之一,而有效分蘖数是水稻产量构成的关键因子之一。本实验室在前期鉴定了一个水稻分蘖相关基因TE2,该基因突变体的分蘖数较野生型显著减少。同时,我们通过转基因技术在野生型日本晴水稻中过表达该基因,获得了TE2-OE过表达转基因植株,过表达植株的分蘖数与突变体正好相反,分蘖数较野生型显著增加。将获得的突变体及过表达植株将其作为本实验的研究材料。本实验中主要利用分蘖芽观察、GUS染色、亚细胞定位、酵母筛库、酵母双杂互作分析、RNA-seq分析等实验技术,对TE2基因的功能进行探究。结果如下:（1）过表达植株TE2-OE分蘖期的分蘖数与成熟期的有效分蘖数都显著高于野生型对照,而te2突变体正好相反,分蘖数和有效分蘖数低于野生型。（2）对于其他农艺性状的统计,在千粒重、株高、单穗粒数、结实率、穗长、剑叶长、剑叶宽、粒长、粒宽、粒厚,发现三者都没有显著变化。统计了单株产量及50株小区产量,发现突变体显著低于野生型,过表达植株显著高于野生型。（3）对TE2基因进行组织表达分析时发现,该基因在水稻不同时期不同组织中都有表达,在分蘖芽、叶和鞘中的表达量较高。（4）TE2基因亚细胞定位主要在细胞质和细胞膜中表达。（5）通过酵母双杂交筛库和一对一验证,发现一个分蘖调控关键因子TAD1与TE2存在蛋白互作,且qPCR显示受TAD1调控的下游基因MOC1、OsH1与OsTB1表达发生显著性变化。（6）利用RNA-seq技术对te2突变体、TE2-OE过表达植株及其野生型对照进行转录组测序及GO、KEGG分析,发现参与细胞分裂素信号转导途径的相关基因OsCKXs、OsRRs等在突变体和过表达植株中均有显著差异。（7）在不同主栽品种中过表达该基因均能提高植株的的分蘖数和有效分蘖数。综上所述,TE2基因可能通过MOC1途径,影响其上下游基因的表达来调控水稻分蘖,同时可能通过细胞分裂素等植物激素途径来调控水稻分蘖。这些结果在丰富水稻分蘖分子机理知识内涵的同时,也为提高水稻分蘖的高产分子育种提供了新的理论支撑。

关键词：水稻分蘖数 TE2基因分子机理

基于GEO数据库食管癌免疫治疗方法和分子机制探究

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基于GEO数据库食管癌免疫治疗方法和分子机制探究

作者：宋安忆清华大学

学位级别：硕士

我国食管癌发病率占全球的一半,针对食管癌的治疗方案,临床主要包括四种,通过meta分析方法,得出结论细胞免疫治疗联合化疗对晚期食管癌的治疗效果最佳。针对食管癌的细胞免疫治疗,本文将对CAR-T免疫治疗技术的原理和方法进行讨论,实验... 详细信息

我国食管癌发病率占全球的一半,针对食管癌的治疗方案,临床主要包括四种,通过meta分析方法,得出结论细胞免疫治疗联合化疗对晚期食管癌的治疗效果最佳。针对食管癌的细胞免疫治疗,本文将对CAR-T免疫治疗技术的原理和方法进行讨论,实验构建表达质粒,经过T细胞转染,与癌细胞共培养,通过共培养显微观察、MTT、共聚焦、流式细胞仪分析等方法,初步验证嵌合T细胞的免疫效力。CAR-T免疫治疗实验设计的关键是,确定合适的抗原靶点,通过GEO数据库分析,结合大量的文献资料,筛选出4个潜在的抗原作用靶点,5个免疫抑制有关基因,并通过生存分析、甲基化分析和micro RNA基因芯片分析,对食管癌发生发展的机理进行了讨论。差异表达基因中,一部分基因编码蛋白可以作为很好的肿瘤标志物,本文引入中医舌诊的项目,通过数据分析和讨论,提出辅助食管癌早期筛查的新的方法,结合GEO数据库分析结果,并对中医舌诊的分子机制进行探讨。主要工作如下:1、Meta分析评估细胞免疫治疗食管癌的优势:通过meta分析的方法,对晚期食管癌的四种治疗方案进行评估,分析结果显示多项研究之间,不存在明显的异质性,细胞免疫治疗联合化疗在晚期食管癌的治疗方面效果最佳。2、实验分析验证CAR-T免疫治疗食管癌的作用:通过资料查找,构建表达质粒,经过T细胞转染获得嵌合T细胞,与癌细胞共培养。对CAR-T免疫治疗的实验方法进行了探究,并通过细胞实验进行初步的验证。3、筛选CAR-T免疫治疗食管癌的潜在靶点:借助于GEO数据库食管癌基因芯片,对差异表达基因进行筛选和分析,结合大量的文献资料,筛选出4个潜在的抗原作用靶点,能够应用于细胞免疫治疗中。4、食管癌的分子机制研究:通过对GEO数据芯片的分析,包括低表达基因、生存分析、甲基化分析和micro RNA基因芯片分析,筛选出一系列与食管癌发生发展密切相关的基因和信号通路,对相关机理进行了探究。5、食管癌中医舌诊的分子机理研究:食管癌差异表达基因中,一部分基因编码的蛋白能够作为肿瘤诊断的生物标志物。通过对中医舌诊数据的分析,引入诊断早期食管癌的新方法,并结合食管癌机制对中医舌诊的分子机理进行探究。

关键词：食管癌 CAR-T免疫治疗 GEO数据库分子机理中医舌诊

中国农业科学院草原研究所揭示植物激素调控苜蓿花芽发育的分子机理 004

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中国农业科学院草原研究所揭示植物激素调控苜蓿花芽发育的分子...

中国科学报

作者：李晨

本报讯（记者李晨）中国农业科学院草原研究所草种质资源创新与生物育种团队揭示了植物激素参与调控紫花苜蓿花芽生长发育的调控机制。该研究为苜蓿分子育种提供了重要基因资源，为提高苜蓿种子产量提供了新思路。相关研究成果近日发表... 详细信息

本报讯（记者李晨）中国农业科学院草原研究所草种质资源创新与生物育种团队揭示了植物激素参与调控紫花苜蓿花芽生长发育的调控机制。该研究为苜蓿分子育种提供了重要基因资源，为提高苜蓿种子产量提供了新思路。相关研究成果近日发表于《植物》。花芽发育直接影响苜蓿种子?

关键词：苜蓿种子中国农业科学院草原研究所花芽发育植物激素分子机理

来源： cnki报纸评论

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水稻光温敏核不育的分子与表观调控机理

农业生物技术学报 2016年第1期24卷 115-124页

作者：李超徐建红浙江大学作物科学研究所/浙江省作物种质资源重点实验室

两系法杂交水稻(Oryza sativa)的核心是光温敏核不育系,近年来对光温敏核不育系的研究取得了巨大进展。本文概述了光温敏雄性核不育基因的定位与克隆、育性转换机理、不育分子机制以及光温敏核不育的表观调控新进展,并对光温敏核不育的... 详细信息

两系法杂交水稻(Oryza sativa)的核心是光温敏核不育系,近年来对光温敏核不育系的研究取得了巨大进展。本文概述了光温敏雄性核不育基因的定位与克隆、育性转换机理、不育分子机制以及光温敏核不育的表观调控新进展,并对光温敏核不育的表观遗传学研究前景进行展望,以期为两系杂交水稻育种提供理论指导。

关键词：水稻光温敏不育(PGMS) 育性转换表观调控分子机理

高等植物能否在太空结果？科学家在问天实验舱做了这项实验 A06

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高等植物能否在太空结果？科学家在问天实验舱做了这项实验

MSTN通过MMP-2/7/9调控猪前体脂肪细胞分化的分子机理研究

第一财经日报

作者：金叶子

植物开花结果离不开地球上的环境，进入太空后，它们将如何生长？在过去六十多年中，科学家们对于在空间种植和栽培植物进行了大量研究，在各种空间飞行器中进行了20多种植物的培养实验。早期人们的空间植物培养实验主要目标是如何在... 详细信息

植物开花结果离不开地球上的环境，进入太空后，它们将如何生长？在过去六十多年中，科学家们对于在空间种植和栽培植物进行了大量研究，在各种空间飞行器中进行了20多种植物的培养实验。早期人们的空间植物培养实验主要目标是如何在空间环境中养活植物，使其能够萌发、生长?

关键词：高等植物分子机理实验舱微重力航天员种子萌发解析空间

来源： cnki报纸评论

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MSTN通过MMP-2/7/9调控猪前体脂肪细胞分化的分子机理研究

作者：张剑英广西大学

学位级别：硕士

目的:人们对猪肉品质的追求随着生活质量的提升越来越高,改善猪肉品质、提高瘦肉率成为当前畜牧育种的主要方向。有研究报道,肌内脂肪（IMF）是影响猪肉品质的关键因素。另有研究证明过量摄入脂肪会导致人体肥胖,并引发脂肪肝和糖尿病... 详细信息

目的:人们对猪肉品质的追求随着生活质量的提升越来越高,改善猪肉品质、提高瘦肉率成为当前畜牧育种的主要方向。有研究报道,肌内脂肪（IMF）是影响猪肉品质的关键因素。另有研究证明过量摄入脂肪会导致人体肥胖,并引发脂肪肝和糖尿病等。肌内脂肪沉积受多种基因调控。肌肉生长抑制素（Myostatin,MSTN）在肌内脂肪沉积过程中发挥着重要的调控作用。据研究报道,MSTN可以通过C/EBPδ来调控脂肪前体细胞的分化,结合课题组前期试验:对敲除MSTN的猪背膘组织进行转录组和蛋白组分析,发现C/EBPδ和MMP-2/7的差异表达,同时通过软件预测到在C/EBPδ和MMP-2/7启动子区有多个结合位点。因此,我们推测MSTN可通过C/EBPδ调控MMP-2/7的表达,进而调控脂肪前体细胞分化。本研究首先在MSTN梯度敲除的细胞中检测MMP-2/7/9的表达量;其次通过在猪肌内脂肪前体细胞中过表达和干扰MSTN的表达,进一步验证MSTN和MMP-2/7/9间的相互关系,以期丰富和完善MSTN调控猪脂肪沉积的基础研究,为改良猪肉品质提供新的靶点。主要研究成果如下:1.经PCR电泳验证三种PK细胞的基因型,结果显示野生型PK15细胞的PCR产物长度为1563bp的单带;MSTN单等位基因敲除的PK3108细胞的PCR产物为1563bp和4389bp两条带;而MSTN双等位基因敲除的L18细胞的产物为1359bp和4593bp的双带。结果证明三种细胞的基因型是稳定的,可以用于后续试验。2.通过qRT-PCR和Western Blot检测三种PK细胞中MMP-2/7/9的表达水平,结果显示MSTN的缺失导致MMP-2/7/9的m RNA和蛋白表达水平均显著降低（p＜0.01）。3.通过细胞形态观察和油红O鉴定证明试验成功分离出猪肌内脂肪前体细胞,且具备诱导分化为成熟脂肪细胞的能力。4.首先通过qRT-PCR和Western Blot验证在前脂肪细胞中利用重组蛋白过表达MSTN和RNAi干扰MSTN均效果显著（p＜0.01）,其次经qRT-PCR和Western Blot检测发现在细胞中随着MSTN的表达量增加,MMP-2/7/9的表达量也显著增加（p＜0.01）,随着MSTN的表达量减少,MMP-2/7/9的表达量也显著降低（p＜0.01）。结论:在敲除MSTN基因的PK细胞中,MMP-2/7/9的表达水平显著下调;在肌内脂肪前体细胞中过表达和干扰MSTN表达,MMP-2/7/9的表达水平会产生相应的上调与下调。综上得出MSTN与MMP-2/7/9存在一定调控关系。

关键词：肌肉生长抑制素猪脂肪前体细胞 MMP-2/7/9基因分子机理

外源褪黑素促进盐胁迫下玉米种子萌发的分子机理

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外源褪黑素促进盐胁迫下玉米种子萌发的分子机理

作者：徐暑晖扬州大学

学位级别：硕士

盐害是农作物产量的重要限制性因素。寻找外源物质来缓解农作物的盐害,是提高农作物产量的重要途径。褪黑素(melatonin),又称松果腺素,是一种广泛存在于生物体中的吲味胺类小分子物质。已有报道表明外源褪黑素能显著提升植物对干旱、热... 详细信息

盐害是农作物产量的重要限制性因素。寻找外源物质来缓解农作物的盐害,是提高农作物产量的重要途径。褪黑素(melatonin),又称松果腺素,是一种广泛存在于生物体中的吲味胺类小分子物质。已有报道表明外源褪黑素能显著提升植物对干旱、热害、冷害和盐害等非生物逆境的抗性。然而目前尚没有对外源褪黑素在促进盐胁迫下玉米种子萌发的分子机理的报道。本文以玉米自交系B73为供试材料,以1OOmmol/L浓度NaCl作为盐胁迫条件,采用10μmol/L浓度褪黑素预处理种子,设置了 3个处理条件,分别是:对照处理、盐胁迫处理以及盐胁迫+褪黑素预处理,结果发现褪黑素预处理能显著提高盐胁迫下玉米种子的发芽率。为进一步阐明外源褪黑素促进盐胁迫下玉米种子萌发的分子机理,本文测定了 3个处理间与种子萌发相关的次级代谢产物和生理生化指标,基于代谢组学测定了玉米种子萌发过程中的一级代谢产物,基于RNA-seq测定了转录组和miRNA组。结果发现:(1)在盐胁迫下,通过褪黑素预处理,可以显著提高种子萌发过程中的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、羟自由基清除率、α-淀粉酶活性、β-淀粉酶活性、赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)含量;而过氧化氢H202、淀粉含量、植物可溶性糖含量和异柠檬酸裂解酶则显著降低。(2)基于代谢组分析,发现处理间共有142个代谢物差异,其中褪黑素加盐处理对比盐处理共有102个差异代谢物,对这些差异代谢物进一步分析发现,通过褪黑素预处理,与POD、抗氧化能力和水杨酸合成相关的一级代谢产物可显著提高。(3)基于对转录组学的数据分析,发现褪黑素加盐处理对比盐处理,共得到1061个差异表达基因,其中包括568个上调表达基因和493个下调表达基因。差异表达基因包含代谢物调控相关通路、转录调控、能量代谢相关基因,主要参与植物免疫、抗胁迫等植物防御和一些氧化还原反应。(4)基于对miRNA组的分析,共发现处理间存在83个差异miRNA,其中69个miRNA共预测出1027个靶基因,褪黑素加盐处理对比盐处理的miRNA结果,有15个靶基因是差异表达基因。本文基于多组学方法,初步揭示了在盐胁迫条件下,通过施加褪黑素预处理,可以通过转录调控和miRNA介导的转录调控,提升种子抗氧化能力,从而促进盐胁迫下玉米种子的萌发。研究结果对阐明外源褪黑素促进盐胁迫下种子萌发的分子机理具有重要的理论意义,并对缓解玉米对盐害的影响具有重要的应用价值。

关键词：玉米褪黑素盐胁迫萌发分子机理

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高等植物成花诱导的分子机理研究进展

分子植物育种 2018年第11期16卷 3681-3692页

作者：周琴张思思包满珠刘国锋华中农业大学园艺林学学院园艺植物生物学教育部重点实验室农业部华中都市农业重点实验室武汉430070 武汉市园林科学研究院武汉430081

开花是高等植物的一个重要特征,它不仅决定植物个体能否顺利繁衍后代,同时也与人类的生活紧密相关。高等植物的开花调控包括3个方面:成花诱导、花发育和开花。其中,成花诱导是植物开花的基础,决定植物的开花时间,进而决定其生殖能力和... 详细信息

开花是高等植物的一个重要特征,它不仅决定植物个体能否顺利繁衍后代,同时也与人类的生活紧密相关。高等植物的开花调控包括3个方面:成花诱导、花发育和开花。其中,成花诱导是植物开花的基础,决定植物的开花时间,进而决定其生殖能力和地理分布。近二十多年来,对植物成花诱导的分子机理研究不断深入,揭示了多条开花调控途径的分子机制,如光周期途径、春化途径、赤霉素途径、温度途径、自主途径、年龄途径等,植物生长素和细胞分裂素等植物激素、化学物质、生物和非生物胁迫和植物外界营养诱导开花的分子机理也取得了突破性进展。本综述系统地总结了高等植物成花诱导的分子机理研究进展,尤其是近几年的研究成果,同时对该领域的研究趋势进行了讨论和展望,为植物花期调控的理论研究和遗传改良提供参考。

关键词：成花诱导开花时间花期调控分子机理植物激素

马铃薯响应干旱胁迫的生理和分子遗传机理研究现状与展望

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中国马铃薯 2022年第2期36卷 165-176页

作者：张辉黄月邵雨晴郝惠珍喻尚艺初永琦杨鑫朱晓彪侯华兰吕钊彦安徽农业大学园艺学院安徽合肥230036

马铃薯(Solanum tuberosum L.)是全球第四大主粮作物,同时也是中国仅次于水稻、玉米、小麦的重要粮食作物。近年来,随着全球越趋加剧的气候变化,干旱发生的强度、频率和持续时间均呈大幅增加趋势,已成为限制中国乃至全球马铃薯生产关键... 详细信息

马铃薯(Solanum tuberosum L.)是全球第四大主粮作物,同时也是中国仅次于水稻、玉米、小麦的重要粮食作物。近年来,随着全球越趋加剧的气候变化,干旱发生的强度、频率和持续时间均呈大幅增加趋势,已成为限制中国乃至全球马铃薯生产关键的生态因子之一。干旱胁迫显著影响作物的生长发育,造成细胞膜损伤,孔隙度变大,细胞内含物质外渗,生理代谢失衡,影响光合作用和呼吸作用,最终影响作物产量和品质。干旱胁迫下,细胞的显微结构也受到一系列的破坏,其细胞内O^(2-)(氧离子)、H_(2)O_(2)(过氧化物)、过氧化物积累,加剧过氧化程度,随之产生一系列生理生化和形态变化。干旱胁迫下,马铃薯地上生物量减小,单位面积产量、品质下降。干旱胁迫不仅从马铃薯细胞的显微结构、形态、生理代谢等方面产生影响,还在转录、翻译水平方面对马铃薯产生广泛影响。为了探究马铃薯响应干旱胁迫的生理机制,建立高效的耐旱评价体系,促进马铃薯耐旱遗传改良、基因编辑和转基因技术的运用,为马铃薯耐干旱候选基因的筛选、蛋白质功能的验证、耐旱的生理分子解析创造了条件。对马铃薯响应干旱胁迫的生理基础和分子响应机制进行综述,进一步探讨了目前研究中存在的不足及未来方向,以期为马铃薯响应干旱胁迫的生理机理研究提供理论参考。

关键词：马铃薯耐旱性生理生化特性分子机理