| 致谢 | 第6-12页 |
| 缩略词 | 第12-16页 |
| 摘要 | 第16-18页 |
| Abstract | 第18-19页 |
| 前言 | 第20-22页 |
| 1 文献综述：植物雄蕊发育与PG基因的研究进展 | 第22-38页 |
| 1.1 雄蕊的发育与调控 | 第22-25页 |
| 1.1.1 雄蕊的结构及发育 | 第22-24页 |
| 1.1.1.1 雄蕊的结构 | 第22-23页 |
| 1.1.1.2 雄蕊的发育过程 | 第23-24页 |
| 1.1.2 雄蕊发育调控的研究 | 第24-25页 |
| 1.1.2.1 雄蕊发育调控研究的策略和相关基因的鉴定 | 第24页 |
| 1.1.2.2 植物激素对雄蕊发育的调控 | 第24-25页 |
| 1.2 植物细胞壁果胶的研究进展 | 第25-30页 |
| 1.2.1 果胶的结构和作用 | 第25-26页 |
| 1.2.2 细胞壁果胶的含量与分布 | 第26-27页 |
| 1.2.2.1 禾本科与双子叶植物细胞壁果胶含量的差异 | 第26-27页 |
| 1.2.2.2 果胶在花粉内壁和花粉管壁的分布 | 第27页 |
| 1.2.3 果胶代谢的研究 | 第27-30页 |
| 1.2.3.1 果胶合成代谢 | 第27-28页 |
| 1.2.3.2 果胶降解代谢 | 第28-30页 |
| 1.3 植物多聚半乳糖醛酸酶的研究进展 | 第30-38页 |
| 1.3.1 PG的序列和结构特征 | 第30-31页 |
| 1.3.2 PG的调控 | 第31-32页 |
| 1.3.2.1 PG的生化活性调控 | 第31页 |
| 1.3.2.2 PG基因的表达调控 | 第31-32页 |
| 1.3.3 PG的生物学功能 | 第32-36页 |
| 1.3.3.1 PG与营养生长 | 第32-35页 |
| 1.3.3.2 PG与花粉发育和授粉受精 | 第35页 |
| 1.3.3.3 PG与果实发育 | 第35-36页 |
| 1.3.3.4 PG与器官的脱落和开裂 | 第36页 |
| 1.3.3.5 PG与胁迫响应 | 第36页 |
| 1.3.4 PG基因家族的进化 | 第36-38页 |
| 2 白菜多聚半乳糖醛酸酶基因家族成员的分子进化 | 第38-52页 |
| 2.1 材料与方法 | 第38-40页 |
| 2.1.1 白菜PG基因的系统发生分析与命名 | 第38-39页 |
| 2.1.2 白菜PG基因的特征性鉴定 | 第39页 |
| 2.1.3 基因编码序列的进化分析 | 第39页 |
| 2.1.4 启动子序列的变异分析 | 第39页 |
| 2.1.5 PG家族成员的表达分析 | 第39-40页 |
| 2.1.5.1 植物材料 | 第39-40页 |
| 2.1.5.2 主要试剂 | 第40页 |
| 2.1.5.3 植物总RNA的提取和cDNA合成 | 第40页 |
| 2.1.6 荧光实时定量PCR分析 | 第40页 |
| 2.2 结果 | 第40-47页 |
| 2.2.1 白菜PG家族成员的系统发生分析与命名 | 第40-41页 |
| 2.2.2 白菜PG的序列特征 | 第41-42页 |
| 2.2.3 白菜PG基因编码序列和启动子的进化分析 | 第42-45页 |
| 2.2.4 白菜PG家族成员的表达分析 | 第45-47页 |
| 2.3 讨论 | 第47-52页 |
| 2.3.1 植物PG基因的科学分类和复杂的分子进化 | 第47-49页 |
| 2.3.2 白菜PG基因启动子的变异与编码序列的进化密切相关 | 第49-50页 |
| 2.3.3 白菜不同类别PG基因的表达具有偏向性 | 第50页 |
| 2.3.4 剂量效应促进了白菜重复PG基因的保留 | 第50-52页 |
| 3 禾本科与双子叶植物PG基因进化的比较分析 | 第52-80页 |
| 3.1 材料与方法 | 第53-54页 |
| 3.1.1 PG基因的鉴定、系统发生和分布统计分析 | 第53页 |
| 3.1.2 PG基因的重复和丢失估算 | 第53-54页 |
| 3.1.3 PG基因的选择压分析 | 第54页 |
| 3.1.4 PG基因的表达分析 | 第54页 |
| 3.1.5 顺式调控元件分析 | 第54页 |
| 3.2 结果 | 第54-76页 |
| 3.2.1 禾本科和双子叶植物PG基因的鉴定、系统发生和分布 | 第54页 |
| 3.2.2 禾本科和双子叶植物PG基因的重复和丢失模式 | 第54-68页 |
| 3.2.3 禾本科和双子叶植物PG基因的选择压分析 | 第68-70页 |
| 3.2.4 禾本科和双子叶植物PG基因的表达模式分析 | 第70页 |
| 3.2.5 Clade C和Clade F类PG基因的顺式调控元件分析 | 第70-76页 |
| 3.3 讨论 | 第76-80页 |
| 3.3.1 禾本科和双子叶植物间PG基因进化的差异性和相似性与细胞壁果胶的类型有关 | 第76-77页 |
| 3.3.2 保守而多样的PG基因功能及其与禾本科和双子叶植物器官差异的联系 | 第77-78页 |
| 3.3.3 对特定诱因的响应能力促进了PG基因的扩张和保留 | 第78-80页 |
| 4 拟南芥雄蕊发育相关PG基因的表达动态及其受植物激素的影响 | 第80-106页 |
| 4.1 材料与方法 | 第81-86页 |
| 4.1.1 拟南芥雄蕊发育相关PG基因的筛选和系统发生分析 | 第81页 |
| 4.1.2 植物材料与主要试剂 | 第81页 |
| 4.1.3 拟南芥基因组DNA的提取 | 第81-82页 |
| 4.1.4 启动子序列的克隆 | 第82-83页 |
| 4.1.5 启动子激素响应相关元件的分析 | 第83页 |
| 4.1.6 启动子-GUS融合表达载体的构建和农杆菌转化 | 第83-84页 |
| 4.1.6.1 入门载体的构建 | 第83页 |
| 4.1.6.2 LR反应连接至目标载体 | 第83-84页 |
| 4.1.6.3 启动子表达载体质粒转化农杆菌GV3101 | 第84页 |
| 4.1.7 启动子表达载体的拟南芥转化 | 第84-85页 |
| 4.1.8 拟南芥阳性转化植株的筛选 | 第85-86页 |
| 4.1.8.1 Basta筛选 | 第85页 |
| 4.1.8.2 抗性株的PCR验证 | 第85-86页 |
| 4.1.9 组织化学染色观察 | 第86页 |
| 4.1.10 激素处理 | 第86页 |
| 4.2 结果 | 第86-101页 |
| 4.2.1 雄蕊发育相关PG基因的筛选和系统发生分析 | 第86-89页 |
| 4.2.2 14个拟南芥雄蕊发育相关PG基因启动子中包含生长素和赤霉素响应的元件 | 第89页 |
| 4.2.3 获得的雄蕊发育相关PG基因的启动子均能启动GUS基因在拟南芥转化株中表达 | 第89-97页 |
| 4.2.3.1 12个PG基因的启动子均能启动GUS基因在雄蕊的花药中表达 | 第89-93页 |
| 4.2.3.2 绝大多数雄蕊PG基因的启动子能启动GUS基因在花药绒毡层和成熟花粉粒中表达 | 第93-96页 |
| 4.2.3.3 雄蕊发育相关PG基因的启动子还能启动GUS基因在花药以外的其他组织部位中表达 | 第96-97页 |
| 4.2.4 外施生长素和GA能够影响拟南芥雄蕊发育相关PG基因在幼苗中的表达 | 第97-101页 |
| 4.3 讨论 | 第101-106页 |
| 4.3.1 雄蕊发育受到了主要来自Clade D成员的不同类别PG基因的作用 | 第101-103页 |
| 4.3.2 PG不仅间接影响花粉发育而且直接影响成熟花粉粒内壁的成层 | 第103-104页 |
| 4.3.3 生长素和GA可通过调控PG的表达而影响雄蕊发育 | 第104页 |
| 4.3.4 至少部分参与雄蕊发育的PG基因也在其他植物生长发育过程起作用 | 第104-106页 |
| 5 白菜雄蕊发育相关PG基因BrPG22-1和BrPG22-2的表达分析与功能鉴定 | 第106-127页 |
| 5.1 材料与方法 | 第106-114页 |
| 5.1.1 植物材料与主要试剂 | 第106-107页 |
| 5.1.2 白菜核不育两用系‘Bcajh97-01A/B’的人工授粉 | 第107页 |
| 5.1.3 DNA、总RNA的提取与cDNA的合成 | 第107页 |
| 5.1.4 基因序列、过表达片段及启动子序列的克隆 | 第107-108页 |
| 5.1.5 核苷酸序列分析 | 第108页 |
| 5.1.6 基因的时空表达分析 | 第108页 |
| 5.1.7 BrPG22-1和BrPG22-2启动子融合表达载体的构建和农杆菌转化 | 第108-109页 |
| 5.1.7.1 BrPG22-1-和BrPG22-2启动子表达载体的构建 | 第108-109页 |
| 5.1.7.2 BrPG22-1和BrPG22-2启动子表达载体的瞬时表达 | 第109页 |
| 5.1.7.3 BrPG22-1和BrPG22-2启动子表达载体质粒转化农杆菌GV3101 | 第109页 |
| 5.1.8 BrPG22-1和BrPG22-2启动子表达载体的拟南芥转化和筛选 | 第109页 |
| 5.1.9 BrPG22-1和BrPG22-2的启动子表达载体的拟南芥表达分析 | 第109-110页 |
| 5.1.10 亚细胞定位分析 | 第110页 |
| 5.1.10.1 亚细胞定位载体的构建 | 第110页 |
| 5.1.10.2 洋葱表皮瞬时表达研究 | 第110页 |
| 5.1.11 反义表达载体的构建 | 第110-111页 |
| 5.1.11.1 反义基因片段的分离 | 第110页 |
| 5.1.11.2 反义表达载体的构建 | 第110-111页 |
| 5.1.11.3 pCA35S：：BrPG22A质粒直接转化农杆菌GV3101 | 第111页 |
| 5.1.12 反义表达载体对菜心的遗传转化 | 第111-112页 |
| 5.1.12.1 培养基的配制 | 第111-112页 |
| 5.1.12.2 播种培养 | 第112页 |
| 5.1.12.3 预培养 | 第112页 |
| 5.1.12.4 共培养 | 第112页 |
| 5.1.12.5 分化培养 | 第112页 |
| 5.1.12.6 继代培养及生根培养 | 第112页 |
| 5.1.12.7 移栽 | 第112页 |
| 5.1.13 转反义基因植株的分子检测 | 第112-113页 |
| 5.1.13.1 转反义基因植株基因组DNA、总RNA的提取和cDNA的合成 | 第112-113页 |
| 5.1.13.2 转反义基因植株的PCR检测 | 第113页 |
| 5.1.13.3 转反义基因植株的Real-time RT-PCR检测 | 第113页 |
| 5.1.14 转反义基因植株的形态学与细胞学观察 | 第113-114页 |
| 5.1.14.1 植株的形态学观察 | 第113页 |
| 5.1.14.2 花粉生活力观察 | 第113页 |
| 5.1.14.3 花粉形态扫描电镜观察 | 第113页 |
| 5.1.14.4 花粉体外萌发实验 | 第113-114页 |
| 5.1.14.5 花粉在雌蕊中的生长观察 | 第114页 |
| 5.2 结果 | 第114-125页 |
| 5.2.1 BrPG22-1和BrPG22-2的序列和结构特征 | 第114-115页 |
| 5.2.2 BrPG22-1和BrPG22-2具有部分重叠但明显不同的表达模式 | 第115-120页 |
| 5.2.2.1 BrPG22-1和BrPG22-2都在'Bcajh97-01’的不育和可育株系花粉发育早期的花蕾中表达 | 第115-117页 |
| 5.2.2.2 BrPG22-1和BrPG22-2启动子具有部分重叠但明显不同的时空表达模式 | 第117-120页 |
| 5.2.3 BrPG22-1和BrPG22-2编码的蛋白定位于细胞质和细胞壁 | 第120-121页 |
| 5.2.4 反义BrPG22-1/BrPG22-2表达载体成功导入菜心植株 | 第121-123页 |
| 5.2.5 BrPG22-1/BrPG22-2在brpg22花序中的表达受到抑制 | 第123页 |
| 5.2.6 brpg22的花器官形态、花粉发育和花粉管生长正常 | 第123-125页 |
| 5.2.6.1 brpg22的花器官形态正常 | 第123-124页 |
| 5.2.6.2 brpg22的花粉形态和花粉活力正常 | 第124页 |
| 5.2.6.3 brpg22的花粉萌发和花粉管的生长正常 | 第124-125页 |
| 5.3 讨论 | 第125-127页 |
| 5.3.1 BrPG22-1和BrPG22-2是与早期的雄蕊发育相关的PG基因 | 第125页 |
| 5.3.2 BrPG22-1经历了新功能化从而促进其保留 | 第125-126页 |
| 5.3.3 可能存在其他PG家族成员与BrPG22-1和BrPG22-2功能冗余 | 第126-127页 |
| 结论 | 第127-129页 |
| 参考文献 | 第129-144页 |
| 附表 | 第144-148页 |
| 在读期间发表的论文 | 第148页 |
