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摘要:富含脯氨酸和甘氨酸的蛋白基因GPRPs广泛分布于高等植物中,在植物的生长发育和逆境适应中具有重要的作用.为了克隆水稻中的OsGPRP基因,利用生物信息学分析,结合RT-PCR和测序等方法,共获得了3个水稻OsGPRP的cDNA序列,分别编码197,180,170个氨基酸,其蛋白序列均含有3个典型的植物GPRP蛋白保守结构域:N端的XYPP重复、中部富含A的疏水区和C端的HGK重复.为了初步探讨这些OsGPRP基因的功能,利用在线工具PlantCARE database分析,结果发现有3个水稻OsGPRP基因的启动子中包含有许多与植物生长发育、激素和逆境胁迫响应相关的顺式作用元件.为了进一步探究OsGPRP基因在水稻适应非生物逆境胁迫过程中的生物学功能,利用实时荧光定量PCR分析了3个OsGPRP基因在水稻幼苗适应干旱和低温胁迫过程中的响应情况.结果显示,这些OsGPRP基因对干旱和低温胁迫均有不同程度的响应;在干旱胁迫下,这些OsGPRP基因在水稻幼苗不同组织中的表达量均表现出上升的趋势,表达模式较为相似;而在低温胁迫下,其表达模式却存在一些明显的不同,其中,OsGPRP1和OsGPRP3的表达量上升,而OsGPRP2的表达量却下降.结果表明,3个OsGPRP基因在水稻适应非生物逆境中具有重要的作用....
摘要:对生产上广泛应用的4个优质籼型杂交水稻保持系中9B、金23B、Ⅱ-32B和川香29B,2个恢复系9311和明恢63的组培特性进行系统研究,发现川香29B愈伤组织的诱导率、继代培养增殖率、耐继代能力及分化再生能力均高于其他籼稻品种,其愈伤诱导率和分化再生率分别为96%和82%,说明川香29B是1个具有优良组培特性的籼稻品种;进一步对川香29B的农杆菌遗传转化体系进行优化,并初步建立了川香29B稳定的农杆菌介导的转化体系,即农杆菌EHA105菌液浓度OD600nm为0.1,浸染液AAM中乙酰丁香酮浓度为200 μmol/L,浸染时间30 min,黑暗条件下共培养72 h,共培养温度为19℃,抗性植株转化率为19.6%....
摘要:锌指核酸酶(zinc-finger nucleases,ZFNs)、转录激活子样效应因子核酸酶(transcription activator-like effectors nucleases,TALENs)和RNA介导的CRISPR-Cas系统是当今三种主要的基因组靶向编辑技术,ZFNs和TALENs由特异性的DNA结合蛋白融合一个非特异性的核酸酶FokⅠ组成,DNA结合蛋白特异识别并结合靶DNA序列,然后在FokⅠ的作用下引起靶位点的DNA双链断裂(double strand breaks,DSBs);而CRISPR-Cas系统,则是由小分子向导RNA通过碱基互补配对与靶基因组序列结合,而引导Cas核酸酶切割靶位点而引起DSBs.DSBs通过真核细胞DNA修复机制(非同源末端连接和同源重组)进行修复,从而实现基因组靶向编辑.本综述着重介绍这三种技术的基本结构及其基因组靶向编辑的原理和特点,对三种技术在植物中的应用进展进行介绍并对其进一步的发展提出了展望....
[硕士论文] 童普国
遗传学 南昌大学 2017(学位年度)
摘要:富含甘氨酸和脯氨酸的蛋白(glycine and proline-rich protein,GPRP)基因广泛分布于植物界中,且已被证实在植物的生长发育和逆境适应过程中扮演着非常重要的角色。然而,目前仅在少数几种植物中对其基因结构特征、表达特性和功能预测等进行了初步报道,水稻中有关这类家族基因的研究鲜有报道。
  本研究克隆了3个候选的水稻OsGPRP基因,结合生物信息学分析手段,对这3个OsGPRP基因的结构特征进行了分析;基于荧光定量PCR等方法对正常和逆境下OsGPRP家族基因在水稻不同组织部位的表达模式进行了分析;利用烟草叶片瞬时表达法对预测的OsGPRP蛋白进行了初步的亚细胞定位分析。此外,还对OsGPRP1和OsGPRP3蛋白进行了原核表达分析;利用pCXUN质粒构建了OsGPRP1和OsGPRP2基因的过量表达载体,以农杆菌介导法转化水稻,获得了转基因T2代植株。为进一步研究水稻OsGPRP家族基因的生物学功能奠定了基础。主要研究结果如下:
  1.水稻OsGPRP家族基因结构特征分析
  借助生物信息学分析手段,成功筛选并克隆了3个水稻OsGPRP家族基因;3个水稻OsGPRP基因含有2-3个外显子和1-2个内含子,编码170-197个氨基酸,蛋白大小为16.8-19.7kDa,等电点为7.53-9.82;启动子中含有多种逆境响应元件;蛋白序列结构特征分析表明,3个OsGPRP含有典型的植物GPRP蛋白保守结构域(N端XYPP重复序列、中部富含A的疏水区和C端HGK重复区),符合植物GPRP蛋白家族的结构特征。系统进化树分析结果显示,OsGPRP1和OsGPRP3属于同一分枝,OsGPRP2属于另一分枝。
  2.正常和逆境下OsGPRP基因在水稻不同组织部位中的表达模式
  荧光定量PCR结果显示,正常情况下3个OsGPRP基因在水稻幼苗的根、茎、叶和抽穗期的幼穗中存在差异表达,均在叶中表达量最高;在低温、干旱和高盐逆境下,3个OsGPRP基因在水稻不同组织部位中的表达模式存在明显差异,OsGPRP2和OsGPRP3在根和茎中均显著上调表达,OsGPRP1和OsGPRP2在叶中下调表达;在干旱胁迫下,OsGPRP1基因在水稻根中显著上调表达;在盐胁迫下,OsGPRP3在叶中显著上调表达。
  3.水稻OsGPRP蛋白亚细胞定位分析
  分别成功构建了3个OsGPRP家族蛋白与GFP蛋白融合表达载体,利用农杆菌介导法进行了烟草叶片瞬时表达,荧光显微镜观察结果显示,OsGPRP1和OsGPRP3蛋白可能在细胞核、细胞膜和各种细胞器膜中均有表达,而OsGPRP2蛋白可能主要在细胞核中表达。
  4.OsGPRP1和OsGPRP3蛋白的原核表达
  成功构建了水稻OsGPRP1和OsGPRP3蛋白的原核表达载体,并转化到大肠杆菌BL21(DE3)菌株中,成功诱导表达了OsGPRP1和OsGPRP3蛋白;为探究水稻OsGPRP蛋白的性质与功能奠定了基础。
  5.OsGPRP1和OsGPRP2过量表达转基因T2代水稻植株的获得
  利用pCXUN质粒成功构建了水稻OsGPRP1和OsGPRP2基因过量表达载体,采用农杆菌介导法成功转化粳稻中花11,目前已获得了OsGPRP1和OsGPRP2过量表达转基因水稻T2代纯合植株各1个株系,为深入研究这2个基因的生物学功能奠定了基础。
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