| 摘要 | 第8-10页 |
| Abstract | 第10-11页 |
| 缩略词表 Abbreviations | 第12-14页 |
| 1 文献综述 | 第14-68页 |
| 1.1 动物的器官发育 | 第14-15页 |
| 1.2 植物的器官发育 | 第15-25页 |
| 1.2.1 植物细胞分裂 | 第15-22页 |
| 1.2.2 植物细胞伸长 | 第22-24页 |
| 1.2.3 植物的细胞理论和器官理论 | 第24-25页 |
| 1.3 植物细胞壁特性 | 第25-32页 |
| 1.3.1 动植物细胞的区别 | 第25-26页 |
| 1.3.2 植物细胞壁的形成及功能 | 第26-29页 |
| 1.3.3 细胞壁的组成 | 第29-31页 |
| 1.3.4 细胞壁的结构 | 第31-32页 |
| 1.4 纤维素特性与生物合成 | 第32-47页 |
| 1.4.1 纤维素特征及结构 | 第33-34页 |
| 1.4.2 纤维素合酶(CesA) | 第34-40页 |
| 1.4.3 纤维素合酶复合体(CSC) | 第40-44页 |
| 1.4.4 影响纤维素合成的因素 | 第44-47页 |
| 1.5 纤维素对植物生长发育的影响 | 第47-63页 |
| 1.5.1 CesA在植物中的遗传改良 | 第47-55页 |
| 1.5.2 纤维素与茎秆机械强度 | 第55-56页 |
| 1.5.3 纤维素与细胞壁完整性 | 第56-57页 |
| 1.5.4 纤维素与顶端生长 | 第57-63页 |
| 1.6 纤维素合酶类似基因家族(CSL) | 第63-67页 |
| 1.6.1 CSLD家族基因功能 | 第64-66页 |
| 1.6.2 其它CSL家族基因功能 | 第66-67页 |
| 1.7 本研究目的与意义 | 第67-68页 |
| 第一章：拟南芥CesA家族基因在纤维素合成、细胞增殖和细胞壁形成中的功能研究 | 第68-168页 |
| 1 实验材料和方法 | 第72-107页 |
| 1.1 实验材料 | 第72-73页 |
| 1.1.1 拟南芥材料 | 第72页 |
| 1.1.2 载体和菌株 | 第72页 |
| 1.1.3 主要试剂 | 第72-73页 |
| 1.1.4 主要仪器 | 第73页 |
| 1.2 实验方法 | 第73-107页 |
| 1.2.1 拟南芥的种植 | 第73-74页 |
| 1.2.2 超表达载体构建 | 第74-81页 |
| 1.2.3 拟南芥转基因及阳性苗筛选 | 第81页 |
| 1.2.4 基因表达量检测 | 第81-82页 |
| 1.2.5 拟南芥膜蛋白提取 | 第82-83页 |
| 1.2.6 蛋白表达量检测 | 第83-87页 |
| 1.2.7 细胞长度的测量 | 第87页 |
| 1.2.8 细胞分裂的分析 | 第87-88页 |
| 1.2.9 初生壁CesA在细胞膜上的移动速度和密度测量 | 第88-89页 |
| 1.2.10 纤维素特征观察(AFM) | 第89页 |
| 1.2.11 振动切片及显微镜观察 | 第89-90页 |
| 1.2.12 细胞壁多糖抗原表位荧光免疫检测 | 第90-91页 |
| 1.2.13 透射电镜观察 | 第91页 |
| 1.2.14 拟南芥茎秆机械力测量(AFM) | 第91-92页 |
| 1.2.15 株高及干重测量 | 第92页 |
| 1.2.16 相关性分析 | 第92-93页 |
| 1.2.17 拟南芥细胞壁多糖成分提取和测定 | 第93-94页 |
| 1.2.18 比色法测定五碳糖、六碳糖和糖醛酸 | 第94页 |
| 1.2.19 GC-MS测定单糖(乙酰化) | 第94-95页 |
| 1.2.20 纤维素结晶度(CrI)测定 | 第95页 |
| 1.2.21 纤维素聚合度(DP)测定 | 第95-97页 |
| 1.2.22 木质素含量测定 | 第97-98页 |
| 1.2.23 拟南芥RNAseqencing及数据分析 | 第98-107页 |
| 2 结果分析 | 第107-160页 |
| 2.1 AtCesA基因在拟南芥野生型(WT)幼苗中的表达模式 | 第107-109页 |
| 2.2 AtCesA基因在拟南芥WT中超表达 | 第109-111页 |
| 2.3 超表达AtCesA2、5、6基因促进初生壁CesA基因的表达 | 第111-112页 |
| 2.4 超表达AtCesA2、5、6基因提高初生壁纤维素含量 | 第112-115页 |
| 2.5 超表达AtCesA2、5、6基因促进细胞伸长和分裂 | 第115-117页 |
| 2.6 超表达AtCesA2、5、6基因影响与生长相关的基因表达 | 第117-121页 |
| 2.7 AtCesA2、5、6双基因在WT中超表达 | 第121-122页 |
| 2.8 超表达AtCesA2、5、6双基因对初生壁纤维素含量和特征的影响 | 第122-124页 |
| 2.9 超表达AtCesA2、5、6双基因对细胞伸长和分裂的影响 | 第124-125页 |
| 2.10 AtCesA6-like多基因在WT中超表达 | 第125-127页 |
| 2.11 初生壁必需基因AtCesA1突变对细胞伸长和分裂的影响 | 第127-130页 |
| 2.12 AtCesA6基因突变对细胞伸长和分裂的影响 | 第130-132页 |
| 2.13 AtCesA2、5、6基因在突变体prc1-1和cesa6中超表达 | 第132-134页 |
| 2.14 在prc1-1和cesa6中超表达AtCesA2、5、6基因促进AtCesA家族基因表达 | 第134-136页 |
| 2.15 在prc1-1和cesa6中超表达AtCesA2和5基因对初生壁多糖的影响 | 第136-138页 |
| 2.16 在prc1-1和cesa6中超表达AtCesA2和5基因对细胞伸长和分裂的影响 | 第138-139页 |
| 2.17 在cesa6中超表达AtCesA2和5基因对生长相关基因表达的影响 | 第139-141页 |
| 2.18 AtCesA3、9、7基因在突变体cesa6中超表达 | 第141-142页 |
| 2.19 AtCesA6-like基因三超表达对AtCesA6功能互补的累加效应 | 第142-144页 |
| 2.20 次生壁必需基因AtCesA7突变对细胞伸长和分裂的影响 | 第144-145页 |
| 2.21 AtCesA2、5、6、3、9、7基因在突变体IRX3(AtCesA7)中超表达 | 第145-146页 |
| 2.22 不同的CesA转基因株系的整体植株长势分析 | 第146-149页 |
| 2.23 不同的CesA转基因株系的细胞壁厚度和完整性分析 | 第149-153页 |
| 2.24 细胞壁厚度和植株生物量的相关性分析 | 第153页 |
| 2.25 不同的CesA转基因株系的茎秆机械强度测定(AFM) | 第153-154页 |
| 2.26 不同的CesA转基因株系的成熟茎秆细胞壁成分分析 | 第154-160页 |
| 3 讨论 | 第160-167页 |
| 3.1 超表达特定的初生壁AtCesA基因促进纤维素和生物质产量 | 第160-161页 |
| 3.2 AtCesA6-like基因间的功能互补性和独立性 | 第161-162页 |
| 3.3 AtCesA基因对细胞伸长和分裂的多效性调控作用 | 第162-163页 |
| 3.4 AtCesA基因对细胞壁完整性的影响 | 第163-164页 |
| 3.5 适量的初生壁增长促进次生壁沉积 | 第164页 |
| 3.6 细胞壁的完整性和厚度对生物质产量的决定作用 | 第164页 |
| 3.7 AtCesA6-like基因特异地控制生物量的机理 | 第164-167页 |
| 4 论文数据说明 | 第167-168页 |
| 第二章：拟南芥和棉花CSLD3基因在植物生长发育中的功能研究 | 第168-235页 |
| 1 实验材料与方法 | 第172-187页 |
| 1.1 实验材料 | 第172-173页 |
| 1.1.1 棉花和拟南芥材料 | 第172页 |
| 1.1.2 载体和菌株 | 第172页 |
| 1.1.3 主要试剂 | 第172-173页 |
| 1.1.4 主要仪器 | 第173页 |
| 1.2 实验方法 | 第173-187页 |
| 1.2.1 棉花RNA提取及cDNA合成 | 第173-176页 |
| 1.2.2 RACE法扩增GhCSLD3cDNA全长 | 第176-182页 |
| 1.2.3 拟南芥的ACC及磷处理 | 第182-183页 |
| 1.2.4 T-DNA纯合突变体鉴定 | 第183-184页 |
| 1.2.5 超表达和RNAi载体构建 | 第184-185页 |
| 1.2.6 拟南芥转基因及阳性苗筛选 | 第185页 |
| 1.2.7 基因表达量检测 | 第185页 |
| 1.2.8 细胞长度的测量 | 第185-186页 |
| 1.2.9 细胞分裂的分析 | 第186页 |
| 1.2.10 振动切片及显微镜观察 | 第186页 |
| 1.2.11 细胞壁多糖抗原表位荧光免疫检测 | 第186页 |
| 1.2.12 拟南芥细胞壁多糖成分提取和测定 | 第186页 |
| 1.2.13 GC-MS测定单糖(乙酰化) | 第186-187页 |
| 2 结果分析 | 第187-229页 |
| 2.1 GhCSLD3的全长cDNA克隆 | 第187-189页 |
| 2.1.1 AtCSLD3序列比对 | 第187页 |
| 2.1.2 引物设计 | 第187-188页 |
| 2.1.3 目的基因序列扩增 | 第188-189页 |
| 2.2 GhCSLD3的蛋白序列与基因表达模式分析 | 第189-191页 |
| 2.3 GhCSLD3和AtCSLD3基因在拟南芥中的遗传互补实验 | 第191-193页 |
| 2.4 GhCSLD3和AtCSLD3在拟南芥野生型中超表达 | 第193-195页 |
| 2.5 乙烯信号应答途径的关键基因T-DNA突变体鉴定和RNAi筛选 | 第195-198页 |
| 2.6 CSLD3超表达株系和突变体对ACC处理的敏感性分析 | 第198-201页 |
| 2.7 CSLD3超表达株系和突变体对磷酸盐饥饿处理的敏感性分析 | 第201-204页 |
| 2.8 CSLD3与乙烯应答途径关键基因遗传互作 | 第204-206页 |
| 2.9 CSLD3与根毛特异的EXPANSIN基因表达模式分析 | 第206-208页 |
| 2.10 CSLD3超表达株系和突变体对乙烯的“三重反应” | 第208-211页 |
| 2.11 CSLD3超表达株系和突变体对细胞壁成分的影响 | 第211-214页 |
| 2.12 CSLD3基因对拟南芥次生壁发育的影响 | 第214-215页 |
| 2.13 CSLD与CesA家族基因功能上的关系探究 | 第215-219页 |
| 2.14 GhCSLD3对AtCesA6基因的功能互补研究 | 第219-229页 |
| 2.14.1 异源超表达GhCSLD3基因部分恢复拟南芥cesa6幼苗表型 | 第219-222页 |
| 2.14.2 在cesa6中超表达GhCSLD3基因促进细胞伸长 | 第222-223页 |
| 2.14.3 在cesa6中超表达GhCSLD3基因增加初生壁纤维素含量 | 第223-225页 |
| 2.14.4 异源超表达GhCSLD3基因完全恢复cesa6的细胞壁完整性和植株表型 | 第225-226页 |
| 2.14.5 在cesa6中超表达GhCSLD3基因增加次生壁纤维素含量 | 第226-229页 |
| 3 讨论 | 第229-234页 |
| 3.1 AtCSLD3是位于乙烯应答途径控制根毛伸长所必需的下游基因 | 第229-231页 |
| 3.2 根毛特异的EXPANSIN可能与CSLD3共同参与根毛伸长过程 | 第231页 |
| 3.3 CSLD3介导的不同组织中细胞的伸长对乙烯的敏感性不同 | 第231页 |
| 3.4 磷酸盐饥饿与乙烯信号途径的互作关系 | 第231-232页 |
| 3.5 CSLD可能在某些条件下部分替代CesA参与纤维素合成 | 第232-233页 |
| 3.6 GhCSLD3基因可用于棉花纤维品质的改良 | 第233-234页 |
| 4 论文数据说明 | 第234-235页 |
| 全文总结与展望 | 第235-238页 |
| 参考文献 | 第238-276页 |
| 附录 | 第276-291页 |
| 附录 1：常用试剂配方 | 第276-287页 |
| 附录 2：Q-PCR引物序列 | 第287-288页 |
| 附录 3：转基因载体构建引物序列 | 第288-289页 |
| 附录 4：个人简历 | 第289-291页 |
| 致谢 | 第291-294页 |
