| 摘要 | 第8-12页 |
| Abstract | 第12-15页 |
| 英文缩略词表 | 第16-18页 |
| 第一部分 文献综述 | 第18-41页 |
| 1 全球粮食生产现状 | 第18-19页 |
| 2 C_3和 C_4光合途径的比较 | 第19-28页 |
| 2.1 C_3光合特征 | 第19页 |
| 2.2 C_4光合特征 | 第19-22页 |
| 2.3 光呼吸作用 | 第22-23页 |
| 2.4 C_4进化 | 第23-25页 |
| 2.5 C_4光合研究进展 | 第25-26页 |
| 2.6 光合效率的衡量指标 | 第26-28页 |
| 2.7 C_4途径在 C_3植物中表达的意义 | 第28页 |
| 3 碳酸酐酶的研究进展 | 第28-33页 |
| 3.1 CA 的生理研究 | 第29-31页 |
| 3.1.1 作用机制 | 第29页 |
| 3.1.2 CA 的分类 | 第29-30页 |
| 3.1.3 CA 在光合作用中的生理功能 | 第30-31页 |
| 3.2 CA 的生物功能研究 | 第31-33页 |
| 3.2.1 CA 的亚细胞定位 | 第31页 |
| 3.2.2 CA 的基因功能 | 第31-33页 |
| 4 拟南芥作为研究对象的意义 | 第33-35页 |
| 5 测序技术的应用 | 第35-37页 |
| 5.1 测序技术的发展 | 第35页 |
| 5.2 转录组测序及表达分析 | 第35-36页 |
| 5.3 第二代测序在 C_4研究中的运用 | 第36-37页 |
| 6.代谢组学 | 第37-39页 |
| 6.1 代谢组学概念及研究对象 | 第37页 |
| 6.2 代谢组学的优势及应用 | 第37-38页 |
| 6.3 代谢组学的研究技术 | 第38-39页 |
| 7 研究目的及意义 | 第39-40页 |
| 8 本文的创新点 | 第40-41页 |
| 第二部分 实验论文 | 第41-117页 |
| 一、实验材料和方法 | 第41-74页 |
| 1 实验材料 | 第41-49页 |
| 1.1 植物材料 | 第41页 |
| 1.2 质粒载体及菌种 | 第41页 |
| 1.3 酶及化学试剂 | 第41-42页 |
| 1.4 主要仪器设备 | 第42-43页 |
| 1.5 引物序列 | 第43-46页 |
| 1.6 培养基 | 第46页 |
| 1.7 常用试剂的配制 | 第46-49页 |
| 1.8 分析软件 | 第49页 |
| 2 实验方法 | 第49-74页 |
| 2.1 拟南芥的培养 | 第49页 |
| 2.2 基本分子生物学实验技术 | 第49-57页 |
| 2.2.1 PCR 克隆目的基因 | 第49-50页 |
| 2.2.2 T-DNA 插入突变体基因型鉴定 | 第50-51页 |
| 2.2.3 CTAB 小量法提取植物总 DNA | 第51页 |
| 2.2.4 Trizol 法提取拟南芥总 RNA(小量法) | 第51-52页 |
| 2.2.5 试剂盒（RNeasy Plant Mini Kit）法提取拟南芥总 RNA | 第52页 |
| 2.2.6 反转录 PCR | 第52-53页 |
| 2.2.7 荧光定量 PCR | 第53页 |
| 2.2.8 GeneClean 方法从琼脂糖凝胶上回收 DNA 片段 | 第53-54页 |
| 2.2.9 连接反应 | 第54页 |
| 2.2.10 大肠杆菌感受态细胞的制备(CaCl2法) | 第54-55页 |
| 2.2.11 质粒向大肠杆菌中的转化(热激法) | 第55页 |
| 2.2.12 质粒的提取 | 第55-56页 |
| 2.2.13 质粒酶切检测 | 第56页 |
| 2.2.14 双酶载体质粒 | 第56页 |
| 2.2.15 目的片段与载体的连接 | 第56页 |
| 2.2.16 农杆菌感受态的制备及质粒的转化 | 第56-57页 |
| 2.3 花序浸染法转化拟南芥 | 第57-59页 |
| 2.3.1 植物材料的种植 | 第57页 |
| 2.3.2 菌液制备 | 第57-58页 |
| 2.3.3 渗透转化 | 第58页 |
| 2.3.4 转基因株系的筛选 | 第58-59页 |
| 2.3.5 启动子序列分析 | 第59页 |
| 2.4 植物生理指标以及酶活性的测定方法 | 第59-64页 |
| 2.4.1 根生长的测量统计 | 第59页 |
| 2.4.2 不同浓度 CO_2处理条件下的拟南芥生长 | 第59-60页 |
| 2.4.3 GUS 组织化学活性分析 | 第60-62页 |
| 2.4.4 植物根系活力的定量测定（TTC 法） | 第62-63页 |
| 2.4.5 植物体内可溶性糖含量的测定（蒽酮法） | 第63-64页 |
| 2.4.6 植物干鲜重测定 | 第64页 |
| 2.4.7 植物叶片总面积的测量 | 第64页 |
| 2.5 植物光合参数的测定 | 第64-70页 |
| 2.5.1 植物叶片净光合效率的测量 | 第65-66页 |
| 2.5.2 植物叶片呼吸效率的测量 | 第66页 |
| 2.5.3 植物叶片光响应曲线的测量 | 第66页 |
| 2.5.4 植物叶片 CO_2响应曲线的测量 | 第66-67页 |
| 2.5.5 叶绿素荧光实验的测定 | 第67-68页 |
| 2.5.6 植物叶片叶肉导度的测量 | 第68-70页 |
| 2.6 转录组数据分析 | 第70-71页 |
| 2.6.1 样品的制备和高通量测序 | 第70页 |
| 2.6.2 基因功能注释及差异表达基因分析 | 第70页 |
| 2.6.3 基因分类和代谢途径分析 | 第70-71页 |
| 2.7 代谢组学分析 | 第71-74页 |
| 2.7.1 样品的制备及代谢组测试 | 第71-72页 |
| 2.7.2 数据的采集及处理 | 第72页 |
| 2.7.3 数据分析 | 第72-74页 |
| 二.实验结果与分析 | 第74-114页 |
| 3.1 突变体 Salk_065611 的鉴定及表型分析 | 第74-84页 |
| 3.1.1 T-DNA 插入突变体 Salk_065611 基因型鉴定 | 第74页 |
| 3.1.2 纯合子的 PCR 鉴定分析 | 第74-75页 |
| 3.1.3 不同含糖量的 1/2MS 培养基上的生长 | 第75-76页 |
| 3.1.4 突变体 Salk_065611 生长情况的观察 | 第76-78页 |
| 3.1.5 根系活力和糖含量的测定 | 第78-79页 |
| 3.1.6 光合参数的测定 | 第79-80页 |
| 3.1.7 低 CO_2处理条件下的生长 | 第80-81页 |
| 3.1.8 高 CO_2处理条件下的生长 | 第81-82页 |
| 3.1.9 低氮条件下的根长及植株氮含量测定 | 第82-84页 |
| 3.2 AtβCA6 基因的组织定位及启动子功能元件的分析 | 第84-90页 |
| 3.2.1 启动子功能元件分析 | 第84-85页 |
| 3.2.2 启动子表达载体的构建 | 第85-88页 |
| 3.2.3 转基因株系的筛选、鉴定以及纯合植株的获得 | 第88-89页 |
| 3.2.4 转基因株系的染色和 GUS 活性的定量测定 | 第89-90页 |
| 3.3 AtβCA6 基因的亚细胞定位分析 | 第90-94页 |
| 3.3.1 GFP 载体的构建 | 第90-93页 |
| 3.3.2 转基因株系的筛选及鉴定 | 第93页 |
| 3.3.3 AtβCA6 基因的亚细胞定位 | 第93-94页 |
| 3.4 AtβCA6 基因过量表达及功能互补载体的构建和转基因株系的获得及鉴定 | 第94-97页 |
| 3.4.1 载体的构建 | 第94-96页 |
| 3.4.2 转基因株系的筛选及鉴定 | 第96-97页 |
| 3.5 AtβCA6 基因的功能分析 | 第97-104页 |
| 3.5.1 野生型与突变体的生长状况 | 第97-98页 |
| 3.5.2 光合速率和呼吸速率的比较 | 第98-99页 |
| 3.5.3 其他光合相关参数的比较 | 第99-103页 |
| 3.5.4 不同 CO_2浓度处理下植株的生长 | 第103-104页 |
| 3.6 转录组测序结果分析 | 第104-108页 |
| 3.6.1 读段在参考基因组上的定位概况 | 第104-105页 |
| 3.6.2 差异表达基因功能分析 | 第105-108页 |
| 3.7 代谢组测试结果分析 | 第108-114页 |
| 3.7.0 WT 和 Salk_065611 代谢组1H NMR 波谱分析 | 第108-109页 |
| 3.7.1 代谢物种类分析 | 第109-110页 |
| 3.7.2 代谢组主成分（PCA）分析 | 第110-111页 |
| 3.7.3 代谢组 PLS-DA 分析 | 第111-112页 |
| 3.7.4 代谢物差异表达分析 | 第112-114页 |
| 三．讨论 | 第114-117页 |
| 参考文献 | 第117-130页 |
| 攻读博士学位期间整理发表的论文 | 第130-131页 |
| 致谢 | 第131-132页 |
