| 摘要 | 第10-12页 |
| ABSTRACT | 第12-13页 |
| 缩略词表 | 第14-16页 |
| 第1章 前言 | 第16-46页 |
| 1 干旱对农业生产的限制 | 第16-18页 |
| 1.1 世界干旱地区的面积、类型和分布 | 第16页 |
| 1.2 中国干旱地区的分布与水资源的绝对量不足 | 第16-17页 |
| 1.3 节水农业与作物高效用水是克服干旱问题的必然选择 | 第17-18页 |
| 2 农作物抗旱育种的研究进展 | 第18-27页 |
| 2.1 植物抗旱种质资源的评价和筛选 | 第18-20页 |
| 2.2 抗旱育种策略和选择效率研究 | 第20-27页 |
| 2.2.1 提高易旱条件下作物产量的育种对策 | 第20-22页 |
| 2.2.2 作物抗旱性鉴定技术手段 | 第22页 |
| 2.2.3 干旱影响产量的生理学基础 | 第22-25页 |
| 2.2.4 抗旱相关性状分子标记研究 | 第25-27页 |
| 3 植物抗旱基因工程的研究进展 | 第27-31页 |
| 3.1 改良转录调控水平的基因工程 | 第28-29页 |
| 3.2 改良渗透调节功能的代谢基因工程 | 第29-30页 |
| 3.3 保持能量动态平衡的基因工程 | 第30页 |
| 3.4 增加根系吸水功能的基因工程 | 第30页 |
| 3.5 抗旱转基因作物的田间试验 | 第30-31页 |
| 4 植物干旱可诱导启动子及其表达调控研究进展 | 第31-42页 |
| 4.1 启动子的基本特征 | 第31-33页 |
| 4.1.1 结构特征 | 第31-33页 |
| 4.1.1.1 TATA框 | 第32页 |
| 4.1.1.2 起始子 | 第32页 |
| 4.1.1.3 一般上游启动子元件 | 第32页 |
| 4.1.1.4 特有的上游启动子元件 | 第32-33页 |
| 4.1.2 功能分类 | 第33页 |
| 4.1.2.1 组成型启动子 | 第33页 |
| 4.1.2.2 组织特异型启动子 | 第33页 |
| 4.1.2.3 环境诱导型启动子 | 第33页 |
| 4.2 干旱可诱导启动子表达调控研究进展 | 第33-42页 |
| 4.2.1 许多植物基因的表达受环境胁迫调控 | 第34-35页 |
| 4.2.2 启动子顺式作用元件具有作为环境胁迫应答开关的功能 | 第35-37页 |
| 4.2.3 ABA依赖型基因表达的顺式作用调控元件 | 第37-39页 |
| 4.2.3.1 ABRE是最主要的调控元件 | 第37-38页 |
| 4.2.3.2 其他ABA依赖型顺式作用调控元件 | 第38-39页 |
| 4.2.4 非ABA依赖型基因表达调控元件 | 第39-41页 |
| 4.2.4.1 DRE/CRT/LTRE是主要调控元件 | 第39-40页 |
| 4.2.4.2 含DRE/CRT元件启动子未必是DREB1A的靶基因 | 第40页 |
| 4.2.4.3 CBF3/DREB1A上游的顺式作用元件 | 第40-41页 |
| 4.2.4.4 其他非生物胁迫顺式作用调控元件 | 第41页 |
| 4.2.5 不同顺式作用元件间存在交互作用 | 第41-42页 |
| 5 论文选题的依据和研究内容 | 第42-46页 |
| 5.1 选题依据及意义 | 第42-43页 |
| 5.1.1 干旱和缺水是农业生产面临的长期的全球性难题 | 第42页 |
| 5.1.2 传统育种方法选育抗旱品种受到诸多因素的限制 | 第42-43页 |
| 5.1.3 干旱胁迫分子机制研究和基因工程技术为品种抗旱性改良提供新的机会 | 第43页 |
| 5.1.4 研究干旱胁迫可诱导基因启动子对提高转基因分子育种的效率至关重要 | 第43页 |
| 5.2 主要研究内容 | 第43-46页 |
| 第2章 大麦和水稻干旱可诱导LEA基因启动子克隆 | 第46-62页 |
| 1 试验材料与方法 | 第46-48页 |
| 1.1 材料 | 第46页 |
| 1.2 方法及试剂 | 第46-48页 |
| 1.2.1 DNA提取 | 第46页 |
| 1.2.2 PCR扩增 | 第46-47页 |
| 1.2.2.1 引物 | 第46-47页 |
| 1.2.2.2 基本反应体系 | 第47页 |
| 1.2.3 产物提纯和测序 | 第47页 |
| 1.2.4 构建表达载体和转化细菌 | 第47-48页 |
| 1.2.5 启动子表达检测 | 第48页 |
| 2 结果和分析 | 第48-60页 |
| 2.1 启动子片段扩增 | 第48-49页 |
| 2.2 启动子片段测序 | 第49-57页 |
| 2.2.1 HVA1s启动子序列 | 第49-52页 |
| 2.2.2 Dhn4s启动子序列 | 第52页 |
| 2.2.3 Dhn8s启动子序列 | 第52-54页 |
| 2.2.4 rab168j启动子序列 | 第54-55页 |
| 2.2.5 wsi18j启动子序列 | 第55-57页 |
| 2.3 表达载体构建 | 第57-60页 |
| 2.3.1 GFP表达载体 | 第57-59页 |
| 2.3.2 GUS表达载体 | 第59-60页 |
| 3 讨论 | 第60-62页 |
| 3.1 不同品种同源启动子的序列一致性 | 第60-61页 |
| 3.2 启动子顺式调控应答元件 | 第61-62页 |
| 第3章 快速检测干旱可诱导LEA基因启动子瞬间表达特性的方法建立 | 第62-78页 |
| 1 试验材料 | 第62-63页 |
| 1.1 试验植物 | 第62-63页 |
| 1.2 表达质粒载体 | 第63页 |
| 1.3 试验仪器 | 第63页 |
| 1.4 主要试剂 | 第63页 |
| 2 试验方法 | 第63-67页 |
| 2.1 大麦愈伤组织培养 | 第64页 |
| 2.2 植物幼苗培养 | 第64-65页 |
| 2.3 基因枪转化 | 第65-66页 |
| 2.3.1 金粉颗粒预处理 | 第65页 |
| 2.3.2 DNA包被的金粉颗粒制备 | 第65页 |
| 2.3.3 质粒DNA混合液的制备 | 第65-66页 |
| 2.3.4 基因枪转化大麦愈伤组织的准备 | 第66页 |
| 2.3.5 基因枪转化受体大麦幼苗的准备 | 第66页 |
| 2.3.6 基因枪轰击 | 第66页 |
| 2.4 启动子瞬间表达的诱导 | 第66-67页 |
| 2.5 瞬间表达及其活性强度检测 | 第67页 |
| 2.5.1 绿色荧光蛋白的检测 | 第67页 |
| 2.5.2 GUS染色 | 第67页 |
| 2.5.3 GFP荧光点/GUS染色点计数定量分析HVA1s启动子表达活性 | 第67页 |
| 2.5.4 GUS活性/XYN活性测定定量分析HVA1s启动子表达活性 | 第67页 |
| 2.5.5 GUS和XYN酶活性测定 | 第67页 |
| 3 结果与分析 | 第67-76页 |
| 3.1 启动子在大麦愈伤组织表达 | 第68-70页 |
| 3.2 启动子表达的定性检测 | 第70-72页 |
| 3.2.1 启动子在不同物种叶片的表达 | 第70页 |
| 3.2.2 启动子在大麦不同器官和组织中的表达 | 第70-72页 |
| 3.3 启动子表达的定量检测 | 第72-76页 |
| 3.3.1 启动子表达活性的定量分析 | 第72-75页 |
| 3.3.1.1 GFP荧光点/GUS染色点计数定量分析 | 第72-74页 |
| 3.3.1.2 GUS活性/XYN活性测定定量分析 | 第74-75页 |
| 3.3.2 表达质粒DNA浓度与表达强度 | 第75-76页 |
| 4 讨论 | 第76-78页 |
| 4.1 鉴定启动子固定表达或诱导表达的特异性 | 第76页 |
| 4.2 研究启动子结构元件与功能的关系 | 第76页 |
| 4.3 研究启动子与转录因子和激活因子的关系 | 第76-77页 |
| 4.4 研究启动子与诱导因子的关系 | 第77页 |
| 4.5 鉴定启动子在不同植物上表达的特异性和广谱性 | 第77-78页 |
| 第4章 干旱可诱导LEA基因启动子对外界诱导因子的反应 | 第78-90页 |
| 1 材料和方法 | 第78-79页 |
| 1.1 材料 | 第78页 |
| 1.2 方法 | 第78-79页 |
| 1.2.1 基因枪转化 | 第78页 |
| 1.2.2 瞬间表达诱导和检测 | 第78页 |
| 1.2.3 幼苗干燥处理相对含水率(RWC)变化测定 | 第78-79页 |
| 2 结果和分析 | 第79-86页 |
| 2.1 ABA浓度对诱导HVA1s启动子瞬间表达的影响 | 第79页 |
| 2.2 启动子表达对诱导因子反应的时间动态 | 第79-81页 |
| 2.2.1 三种启动子对诱导因子反应的时间动态差异 | 第79-80页 |
| 2.2.2 HVA1s启动子在不同诱导因子作用下表达的时间动态 | 第80-81页 |
| 2.3 干燥处理对不同启动子表达的诱导作用 | 第81-83页 |
| 2.3.1 干燥的诱导作用 | 第81-82页 |
| 2.3.2 大麦幼苗干燥处理的相对含水率下降时间动态 | 第82-83页 |
| 2.4 ABA处理对不同启动子表达的诱导作用 | 第83-84页 |
| 2.5 NaCl处理对不同启动子表达的诱导作用 | 第84-85页 |
| 2.6 低温处理对不同启动子表达的诱导作用 | 第85页 |
| 2.7 不同启动子对干燥和ABA诱导反应表达强度的综合比较 | 第85-86页 |
| 3 讨论 | 第86-90页 |
| 3.1 发现了可能是非诱导型LEA基因启动子 | 第86-87页 |
| 3.2 启动子对诱导处理应答的时间动态存在差异 | 第87-88页 |
| 3.3 可诱导启动子的表达强度存在很大差异 | 第88页 |
| 3.4 顺式应答调控元件与可诱导启动子表达强度的关系 | 第88-90页 |
| 第5章 干旱可诱导LEA基因启动子应答元件突变与功能的关系 | 第90-106页 |
| 1 材料和方法 | 第90-97页 |
| 1.1 试验植物 | 第90页 |
| 1.2 启动子及其表达质粒载体 | 第90-91页 |
| 1.3 PCR扩增引物 | 第91-92页 |
| 1.4 方法 | 第92-97页 |
| 1.4.1 HVA1s启动子调控应答元件的突变和表达载体构建 | 第92-96页 |
| 1.4.1.1 HVA1s启动子DRE/CRT序列的突变和表达载体构建 | 第92-93页 |
| 1.4.1.2 HVA1s启动子ABRE3序列的突变和表达载体构建 | 第93-94页 |
| 1.4.1.3 HVA1s启动子ABRE2+ABRE3序列的突变和表达载体构建 | 第94-95页 |
| 1.4.1.4 HVA1s启动子ABRE1+ABRE2+ABRE3序列的突变和表达载体构建 | 第95-96页 |
| 1.4.2 wsi18j启动子ABRE元件的突变和表达载体构建 | 第96-97页 |
| 2 结果和分析 | 第97-101页 |
| 2.1 DRE/CRT序列的突变对HVA1s启动子应答功能的影响 | 第97-98页 |
| 2.2 ABRE序列的突变对HVA1s启动子应答功能的影响 | 第98-99页 |
| 2.3 ABRE序列的突变对wsi18j启动子应答功能的影响 | 第99-101页 |
| 2.3.1 wsi18j与wsi18启动子应答元件的分析 | 第99-100页 |
| 2.3.2 ABRE突变与功能的关系 | 第100-101页 |
| 3 讨论 | 第101-106页 |
| 3.1 关于HVA1s启动子的结构和功能 | 第101-104页 |
| 3.1.1 低温是主导胁迫因子,ABA和干旱胁迫对HVA1s的DRE/CRT元件也产生效应 | 第103页 |
| 3.1.2 主要依靠ABA路径,非ABA路径也参与HVA1s启动子调控表达 | 第103-104页 |
| 3.2 关于wsi18j启动子的结构和功能 | 第104-106页 |
| 第6章 结论与展望 | 第106-110页 |
| 1 结论 | 第106-107页 |
| 1.1 克隆了大麦和水稻干旱可诱导LEA基因启动子 | 第106页 |
| 1.2 建立了快速检测和分析启动子瞬间表达水平及功能的方法体系 | 第106页 |
| 1.3 检测和比较分析了不同启动子对ABA、干旱、NaCl、低温等胁迫的应答及其表达水平 | 第106-107页 |
| 1.4 分析了启动子主要顺式作用元件碱基替换突变与应答功能的关系 | 第107页 |
| 2 创新点 | 第107-108页 |
| 2.1 拓宽了瞬间表达快速检测干旱可诱导启动子特性方法的应用空间 | 第107-108页 |
| 2.2 在相同背景下客观地比较了LEA基因启动子特性和差异 | 第108页 |
| 2.3 发现了非诱导型LEA基因启动子 | 第108页 |
| 3 展望 | 第108-110页 |
| 3.1 启动子的利用 | 第108-109页 |
| 3.2 关于Dhn8s启动子 | 第109页 |
| 3.3 快速检测干旱可诱导启动子瞬间表达特性方法的应用 | 第109-110页 |
| 参考文献 | 第110-130页 |
| 致谢 | 第130-132页 |
| 作者简介及在学期间发表出版论著与科研成果 | 第132-134页 |
