| 中文摘要 | 第8-12页 |
| Abstract | 第12-18页 |
| 缩略词 | 第19-21页 |
| 第一部分 低磷胁迫下玉米突变体Qi319-96高光效机制的解析 | 第21-79页 |
| 第一章 前言 | 第21-39页 |
| 1.1 磷缺乏限制农业可持续发展 | 第21页 |
| 1.2 磷对植物光合作用的重要性 | 第21-24页 |
| 1.3 miRNA在磷稳态中的作用 | 第24-27页 |
| 1.4 叶绿体蛋白组学研究 | 第27-29页 |
| 1.5 膜脂质重塑是植物应对低磷胁迫的重要策略 | 第29-35页 |
| 1.6 增加磷酸盐获取和利用效率的基因工程 | 第35-37页 |
| 1.7 本研究目的和意义 | 第37-39页 |
| 第二章 材料和方法 | 第39-45页 |
| 2.1 材料 | 第39页 |
| 2.2 方法 | 第39-44页 |
| 2.2.1 生物量、总磷含量、Pi和ATP含量测定 | 第39-40页 |
| 2.2.2 叶绿素、蔗糖和淀粉水平测定 | 第40页 |
| 2.2.3 光合作用参数测定 | 第40-41页 |
| 2.2.4 酶活性测定 | 第41页 |
| 2.2.5 脂质提取、纯化和分析 | 第41页 |
| 2.2.6 microRNA表达分析 | 第41-42页 |
| 2.2.6.1 小RNA文库构建和测序 | 第41页 |
| 2.2.6.2 测序数据分析和miRNA鉴定 | 第41页 |
| 2.2.6.3 miRNA和其靶基因的Real-time RT-PCR分析 | 第41-42页 |
| 2.2.7 叶绿体蛋白质的差异分析 | 第42-44页 |
| 2.2.7.1 叶绿体分离和相关酶活性测定 | 第42页 |
| 2.2.7.2 叶绿体蛋白提取 | 第42-43页 |
| 2.2.7.3 叶绿体蛋白的电泳 | 第43页 |
| 2.2.7.4 凝胶内蛋白消化和MALDI-TOF MS分析 | 第43-44页 |
| 2.2.7.5 蛋白质鉴定和数据库搜索 | 第44页 |
| 2.3 数据分析 | 第44-45页 |
| 第三章 结果与分析 | 第45-72页 |
| 3.1 不同供磷水平下玉米的经济产量和生物量 | 第45-47页 |
| 3.2 不同磷供给下玉米叶片的光合性能 | 第47-50页 |
| 3.2.1 不同磷供给下玉米叶片的叶绿素含量 | 第47-48页 |
| 3.2.2 不同磷供给下玉米叶片的光合能力 | 第48-50页 |
| 3.3 不同供磷水平下玉米叶片光系统性能与PSⅠ和PSⅡ性能的协调关系 | 第50-58页 |
| 3.3.1 不同供磷水平下玉米叶片PSⅡ的性能 | 第50-55页 |
| 3.3.2 不同供磷水平下玉米叶片PSⅠ的性能 | 第55-56页 |
| 3.3.3 不同供磷水平下玉米叶片PSⅠ和PSⅡ的协调关系 | 第56-57页 |
| 3.3.4 不同供磷水平下玉米叶片羧化性能和光羧协调性 | 第57-58页 |
| 3.4 Qi319-96耐低磷特性与无机磷周转加快和miRNA参与调节有关 | 第58-63页 |
| 3.4.1 无机磷周转加快是Qi319-96耐低磷性好的原因之一 | 第58-60页 |
| 3.4.2 miRNA参与了突变体Qi319-96耐低磷特性的调节 | 第60-63页 |
| 3.4.2.1 玉米小RNA高通量测序数据的分析 | 第61页 |
| 3.4.2.2 玉米已知miRNA鉴定和novel miRNA鉴定 | 第61-62页 |
| 3.4.2.3 不同供磷水平下Qi319和Qi319-96差异表达的miRNA及功能. | 第62-63页 |
| 3.5 叶绿体蛋白在Qi319-96耐低磷机制中起重要作用 | 第63-72页 |
| 3.5.1 叶绿体纯度的检测 | 第63-64页 |
| 3.5.2 叶绿体差异表达蛋白鉴定、分析 | 第64-72页 |
| 第四章 讨论 | 第72-79页 |
| 4.1 磷饥饿下Qi319-96植株磷高效可能与Qi319-96叶片有更好的膜脂质成分调整能力和更高的V-ATP酶活性有关 | 第72-73页 |
| 4.2 miRNA调控的磷吸收机制的差异是造成Qi319-96和Qi319耐低磷特性不同的原因之一 | 第73-74页 |
| 4.3 叶绿体高丰度累积蛋白对玉米低磷耐受性的贡献是促进光系统的稳定性及协调性 | 第74-77页 |
| 4.4 低磷供给下Qi319-96叶片具有更好的光合电子传递和C02同化能力是Qi319-96磷高效的原因及结果 | 第77-79页 |
| 第二部分 转基因耐盐耐旱棉花新种质的创制 | 第79-138页 |
| 第一章 前言 | 第79-88页 |
| 1.1 培育耐盐耐旱棉花是拓宽植棉区域的重要技术手段 | 第79页 |
| 1.2 提高棉花耐盐耐旱性的策略 | 第79-80页 |
| 1.3 Na~+/H~+antiporter和H~+-PPase基因工程进展 | 第80-82页 |
| 1.4 PI-PLCs基因工程进展 | 第82-86页 |
| 1.4.1 PI-PLC的结构 | 第83-84页 |
| 1.4.2 植物PI-PLC生理功能 | 第84页 |
| 1.4.3 PI-PLC参与植物对干旱和盐胁迫的响应 | 第84-86页 |
| 1.5 本研究目的和意义 | 第86-88页 |
| 第二章 材料和方法 | 第88-94页 |
| 2.1 植物材料 | 第88页 |
| 2.2 DNA的提取、PCR分析和DNA印迹分析 | 第88-89页 |
| 2.2.1 DNA提取 | 第88页 |
| 2.2.2 DNA的PCR分析 | 第88页 |
| 2.2.3 DNA Southern杂交分析 | 第88-89页 |
| 2.3 RNA提取和基因表达分析 | 第89-90页 |
| 2.4 转基因棉花的遗传分析 | 第90页 |
| 2.5 温室中不同盐水平下棉花的出苗和生长 | 第90页 |
| 2.6 温室中不同盐水平下水培棉花的生长 | 第90页 |
| 2.7 棉花幼苗的渗透处理 | 第90-91页 |
| 2.8 蕾期及花期棉花干旱处理 | 第91页 |
| 2.9 PI-PLC活性测定 | 第91页 |
| 2.10 棉花叶片溶质渗透势和相对含水量的测定 | 第91页 |
| 2.11 丙二醛、ABA、叶绿素、可溶性总糖、脯氨酸、K~+、Na~+、Ca~(2+)水平及离子渗漏的测定 | 第91-92页 |
| 2.12 光合作用和叶绿素荧光参数测定 | 第92页 |
| 2.13 棉花耐盐性的大田测试 | 第92-93页 |
| 2.13.1 试验地的土壤特性 | 第92-93页 |
| 2.13.2 盐渍地中棉花的出苗率、成苗率和农艺性状的测量 | 第93页 |
| 2.14 棉花耐旱性大田测试 | 第93页 |
| 2.15 数据分析 | 第93-94页 |
| 第三章 结果与分析 | 第94-131页 |
| 3.1 TsVP过表达提高转基因棉花的出苗率和在盐碱地中的产量 | 第94-104页 |
| 3.1.1 转TsVP基因棉花的分子特征 | 第94-95页 |
| 3.1.2 遗传学分析 | 第95页 |
| 3.1.3 过表达TsVP基因的转基因棉花在温室条件下具有较高的出苗率和生量 | 第95-98页 |
| 3.1.4 与受体LM1138相比在盐碱地中表达TsVP的棉花的出苗率和成苗率更高 | 第98-99页 |
| 3.1.5 与受体LM1138相比盐碱地中表达TsVP基因棉花的籽棉产量更高并改善了棉纤维质量 | 第99-102页 |
| 3.1.6 与受体LM1138相比盐碱地中表达TsVP的棉花光合效率更高 | 第102-104页 |
| 3.2 AtNHX1-TsVP基因过表达提高棉花的耐盐性和盐碱地中籽棉产量 | 第104-116页 |
| 3.2.1 转AtNHX1-TsVP基因棉花的分子特征 | 第104-106页 |
| 3.2.2 遗传学分析 | 第106页 |
| 3.2.3 与受体GK35相比盐碱地条件下表达TsVP-AtNHX1的棉花出苗率和成苗率更高 | 第106-108页 |
| 3.2.4 与受体GK35相比在盐碱地中表达TsVP-AtNHX的棉花籽棉产量更高 | 第108-109页 |
| 3.2.5 盐胁迫下表达TsVP-AtNHX1的棉花具有较高的相对含水量和较低的饱和渗透势 | 第109-112页 |
| 3.2.6 TsVP和AtNHX1基因共表达的棉花细胞中Na~+、K~+和Ca~(2+)水平增加 | 第112-113页 |
| 3.2.7 与受体GK35相比表达TsVP-ANHX1的棉花在盐胁迫下的光合效率更高 | 第113-116页 |
| 3.3 转ZmPLC1基因提高了棉花耐旱性和干旱胁迫下的籽棉产量 | 第116-131页 |
| 3.3.1 转ZmPLC1基因棉花的分子特征 | 第116-117页 |
| 3.3.2 遗传学分析 | 第117-118页 |
| 3.3.3 表达ZmPLC1基因赋予棉花幼苗更高的渗透胁迫耐受性 | 第118-121页 |
| 3.3.3.1 渗透胁迫下棉花幼苗的表型 | 第118页 |
| 3.3.3.2 12%PEG6000处理下不同棉花植株的相对水含量和饱和渗透势 | 第118-119页 |
| 3.3.3.3 渗透胁迫下棉花的叶绿素含量、二氧化碳同化能力和Fv/Fm | 第119-121页 |
| 3.3.4 ZmPLC1在棉花中表达提高了现蕾期棉花对干旱胁迫的抗性 | 第121-126页 |
| 3.3.4.1 干旱胁迫下现蕾期棉花植株的表型 | 第121-122页 |
| 3.3.4.2 水分亏缺下棉花现蕾期植株叶片的相对水含量和饱和渗透势 | 第122-123页 |
| 3.3.4.3 转ZmPLC1基因促进棉花叶片积累溶质 | 第123-124页 |
| 3.3.4.4 转ZmPLC1基因降低了棉花细胞膜在干旱胁迫下的损伤 | 第124页 |
| 3.3.4.5 干旱胁迫下现蕾期棉花的ABA含量 | 第124-125页 |
| 3.3.4.6 水分亏缺胁迫下棉花现蕾期叶片的叶绿素含量、净光合速率和Fv/Fm | 第125-126页 |
| 3.3.5 表达ZmPLC1基因提高了花期棉花对水分亏缺胁迫的抗性 | 第126-129页 |
| 3.3.6 ZmPLC1过表达提高了在田间干旱棉花的光合能力和籽棉产量 | 第129-131页 |
| 第四章 讨论 | 第131-138页 |
| 4.1 TsVP基因在棉花耐盐育种中的价值 | 第131-132页 |
| 4.1.1 盐胁迫下表达TsVP的棉花具有较高的出苗率和成苗率 | 第131页 |
| 4.1.2 在盐碱地中表达TsVP的棉花提高了籽棉产量 | 第131-132页 |
| 4.1.3 表达TsVP基因改善了盐碱地中棉花的棉纤维质量 | 第132页 |
| 4.2 TsVP-AtNHX1基因在棉花耐盐育种中的价值 | 第132-135页 |
| 4.2.1 表达TsVP-AtNHX1的棉花改善了盐渍条件下的出苗率和成苗率 | 第132-133页 |
| 4.2.2 过表达TsVP-AtNHX1基因提高棉花叶片持水能力和光合效率 | 第133-134页 |
| 4.2.3 表达TsVP-AtNHK1基因有利于维持细胞内的离子稳态 | 第134-135页 |
| 4.2.4 在盐渍地中表达TsVP-AtNHX1的棉花产量更高 | 第135页 |
| 4.3 ZmPLC1基因在棉花耐旱育种中的价值 | 第135-138页 |
| 4.3.1 在水分胁迫下表达ZmPLC1的棉花的籽棉产量更高 | 第135-136页 |
| 4.3.2 过表达ZmPLC1基因提高了水分胁迫下棉花叶片的持水能力和光合效率 | 第136-137页 |
| 4.3.3 室内筛选与大田测试是选择作物抗逆新材料的有效手段 | 第137-138页 |
| 第三部分 总结与展望 | 第138-143页 |
| 1.1 低磷胁迫下玉米突变体Qi319-96高光效机制的解析 | 第138-140页 |
| 1.2 转基因耐盐耐旱棉花新种质的创制 | 第140-141页 |
| 1.3 本论文的主要创新点 | 第141-142页 |
| 1.4 论文工作不足之处和进一步开展的工作 | 第142-143页 |
| 参考文献 | 第143-164页 |
| 附录1: Zmsqd1m基因的碱基序列、编码蛋白的氨基酸序列和表达Zmsqd1m的烟草低磷胁迫 下的表型 | 第164-168页 |
| 附录2: 玉米叶片小RNA测序状况 | 第168-169页 |
| 附录3: 小RNA长度分布 | 第169-172页 |
| 附录4: 玉米小RNA的序列分类 | 第172-174页 |
| 附录5: 差异表达的miRNA | 第174-184页 |
| 附录6: 玉米已知miRNA的候选靶基因 | 第184-188页 |
| 附录7: Real-time RT-PCR引物 | 第188-189页 |
| 博士学习期间发表的文章、专利(植物新品种权)、承担的课题和转基因植物中间试验报告审批书 | 第189-193页 |
| 致谢 | 第193-194页 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 | 第194页 |
