白桦基因工程育种

目录
前言
第一篇 白桦抗旱耐盐基因工程育种
第1章 转BpTCP7基因白桦的抗旱耐盐性研究 3
1.1 BpTCP家族基因的生物信息学分析 3
1.1.1 BpTCP基因的特性分析 3
1.1.2 蛋白质基本结构域的预测 3
1.1.3 BpTCP基因氨基酸序列的同源性分析 4
1.1.4 BpTCP基因系统进化树 5
1.2 BpTCP基因在白桦不同组织器官表达特性 5
1.3 BpTCP7基因启动子的表达特性 7
1.3.1 BpTCP7基因启动子的克隆 7
1.3.2 BpTCP7基因启动子顺式作用元件预测 7
1.3.3 BpTCP7基因组织部位表达特性 10
1.3.4 BpTCP7基因干旱及盐应答特性 11
1.4 BpTCP7基因的白桦遗传转化研究 11
1.4.1 BpTCP7基因植物过表达载体的构建 11
1.4.2 转基因白桦的获得 13
1.4.3 转基因株系的分子检测 14
1.5 转BpTCP7基因白桦的抗旱耐盐性分析 15
1.5.1 NaCl胁迫处理及生理指标测定 15
1.5.2 PEG胁迫处理及生理指标测定 16
第2章 转BpSPL9基因白桦的抗旱耐盐性研究 20
2.1 BpSPL家族基因的生物信息学分析 20
2.1.1 白桦BpSPL基因的特性分析 20
2.1.2 白桦SPL基因的染色体定位分析 21
2.1.3 白桦BpSPL基因氨基酸序列的同源性分析 21
2.1.4 BpSPL基因的系统发育分析 23
2.2 BpSPL基因在白桦不同组织器官表达特性 24
2.2.1 BpSPL基因组织部位表达特性 24
2.2.2 NaCl和PEG胁迫下BpSPL9的应答特性 25
2.3 BpSPL9基因的白桦遗传转化研究 26
2.3.1 植物过表达载体的构建 26
2.3.2 转基因白桦的获得 29
2.3.3 转基因株系的分子检测 29
2.4 转BpSPL9基因白桦的抗旱耐盐性分析 31
2.4.1 转基因植株的耐盐性分析 31
2.4.2 转基因植株的抗旱性分析 35
第3章 转BpCHS3基因白桦的耐盐性研究 41
3.1 BpCHS3基因生物信息学分析 41
3.1.1 BpCHS3基因开放读码框和相似性比对 41
3.1.2 BpCHS3氨基酸序列及理化性质 41
3.1.3 BpCHS3基因系统进化树 43
3.2 BpCHS3基因的白桦遗传转化研究 44
3.2.1 植物表达载体的构建 44
3.2.2 BpCHS3基因过表达株系的获得 47
3.2.3 白桦BpCHS3基因干扰株系的获得 49
3.3 转BpCHS3基因白桦的耐盐性分析 51
3.3.1 转基因白桦组培苗的耐盐性分析 51
3.3.2 田间盆栽转基因白桦的耐盐性分析 52
3.4 转BpCHS3基因白桦的叶片花青素含量比较 53
第4章 转ThDHN基因白桦的抗旱耐盐性分析 55
4.1 ThDHN基因的生物信息学分析 55
4.2 ThDHN基因在不同逆境下的表达分析 59
4.2.1 盐胁迫处理下ThDHN基因在柽柳中的表达 59
4.2.2 干旱胁迫处理下ThDHN基因在柽柳中的表达 59
4.2.3 冷胁迫处理下ThDHN基因在柽柳中的表达 60
4.2.4 重金属镉胁迫处理下ThDHN基因在柽柳中的表达 61
4.2.5 ABA诱导处理下ThDHN基因在柽柳中的表达 61
4.3 ThDHN基因的白桦遗传转化研究 62
4.3.1 ThDHN基因植物过表达载体构建 62
4.3.2 转基因植株的获得 63
4.3.3 转基因株系的分子检测 63
4.4 转ThDHN基因白桦的抗旱耐盐性分析 65
4.4.1 转基因白桦耐盐性分析 65
4.4.2 转基因白桦的抗旱性分析 67
第二篇 白桦材性改良基因工程育种
第5章 白桦BpCCR1基因的功能分析 71
5.1 BpCCR1基因的生物信息学分析 71
5.1.1 BpCCR1基因序列相似性比对分析 71
5.1.2 BpCCR1基因的氨基酸序列及理化性质 71
5.1.3 BpCCR1基因系统进化树 73
5.2 BpCCR1基因的白桦遗传转化研究 74
5.2.1 植物表达载体构建 74
5.2.2 转基因白桦的获得 76
5.2.3 转基因株系的分子检测 77
5.3 转BpCCR1基因白桦的生长特性及木质素含量测定 79
5.3.1 转基因白桦的生长特性 79
5.3.2 转基因白桦的木质素含量和综纤维素含量分析 82
5.3.3 转基因白桦的次生木质部结构观察 83
5.4 转BpCCR1基因白桦的转录组分析 86
5.4.1 RNA质量检测 86
5.4.2 Illumina/Solexa测序质量统计 87
5.4.3 Unigene注释分析 88
5.4.4 转基因白桦Unigene的差异表达 90
5.4.5 差异基因的功能分类分析 90
5.4.6 差异基因的Pathway富集分析 92
第三篇 白桦生长发育相关基因工程育种
第6章 白桦BpIAA10基因的功能研究 101
6.1 BpAux/IAA家族基因的生物信息学分析 101
6.1.1 BpIAA家族基因序列分析 101
6.1.2 BpIAA家族基因的染色体定位及基因结构分析 101
6.1.3 BpIAA蛋白家族的结构及进化关系 104
6.2 BpAux/IAA家族基因在白桦不同组织器官表达特性 106
6.2.1 不同倍性白桦中20条BpIAA基因的时序表达特性 106
6.2.2 四倍体白桦和二倍体白桦中内源激素IAA测定 107
6.3 BpIAA10启动子功能研究 108
6.3.1 BpIAA10启动子序列分析 108
6.3.2 BpIAA10启动子克隆、载体构建及遗传转化 109
6.3.3 白桦BpIAA10基因启动子的表达特性 109
6.4 BpIAA10基因的白桦遗传转化研究 113
6.4.1 BpIAA10基因克隆及植物表达载体构建 113
6.4.2 白桦BpIAA10转录因子的亚细胞定位 115
6.4.3 转基因植株的获得 116
6.4.4 转基因株系的分子检测 117
6.5 BpIAA10基因的功能研究 119
6.5.1 BpIAA10基因影响白桦顶端幼叶的发育 119
6.5.2 BpIAA10基因影响白桦休眠芽形成 126
6.5.3 BpIAA10基因参与调控白桦不定根发育 132
6.5.4 BpIAA10基因参与白桦气孔发育 134
6.5.5 BpIAA10基因参与白桦高生长 134
6.5.6 BpIAA10基因影响白桦功能叶基顶轴方向发育 136
6.6 酵母单杂交和酵母双杂交筛选BpIAA10启动子/BpIAA10转录因子的互作蛋白 137
6.6.1 白桦cDNA文库的构建及质量检测 137
6.6.2 酵母单杂交筛选BpIAA10基因的上游调控因子 139
6.6.3 植物细胞中验证酵母单杂交筛选结果 141
6.6.4 BpIAA10互作蛋白的筛选 142
6.6.5 双分子荧光互补（BiFC）在植物细胞内验证候选蛋白的互作 144
第7章 白桦BpGH3.5基因的功能研究 148
7.1 白桦BpGH3.5基因的生物信息学分析 148
7.2 BpGH3.5基因在白桦不同组织器官表达特性 151
7.2.1 组织表达特异性分析 151
7.2.2 激素及非生物胁迫诱导表达分析 152
7.3 BpGH3.5启动子的表达特性 152
7.3.1 BpGH3.5启动子序列克隆 152
7.3.2 BpGH3.5启动子序列分析 152
7.3.3 BpGH3.5基因启动子驱动GUS的表达分析 154
7.4 BpGH3.5基因的白桦遗传转化研究 155
7.4.1 植物过表达和抑制表达载体的构建 155
7.4.2 转基因植株的获得 156
7.4.3 转基因株系的分子检测 157
7.5 白桦GH3.5的功能研究 158
7.5.1 转基因白桦的苗高、地径调查 158
7.5.2 转基因白桦生长情况分析 159
7.5.3 转基因白桦的抗旱性分析 165
7.6 转GH3.5基因白桦的转录组分析 166
7.6.1 Illumina/Solexa测序质量统计 166
7.6.2 Unigene注释分析 166
7.6.3 差异Unigene的确定及功能分类 168
7.6.4 差异Unigene分析 172
7.6.5 RNA-seq结果的验证 176
第8章 白桦BpPIN基因的功能研究 178
8.1 白桦BpPIN基因的生物信息学分析 178
8.1.1 构建BpPIN家族进化树 178
8.1.2 BpPIN基因理化性质分析 178
8.1.3 保守结构域分析 181
8.1.4 跨膜结构域分析 181
8.2 BpPIN基因在白桦不同组织器官表达特性 182
8.2.1 BpPIN基因在白桦叶片不同组织部位中的表达特性 182
8.2.2 BpPIN基因在白桦不同组织器官中的表达特性 183
8.2.3 IAA含量与BpPIN表达的相关性分析 184
8.3 BpPIN1、BpPIN3、BpPIN5启动子克隆及遗传转化 187
8.3.1 pro-BpPIN:: GUS表达载体构建 187
8.3.2 转BpPIN启动子白桦的获得 189
8.3.3 转BpPIN启动子白桦的GUS染色 191
8.3.4 pro-BpPIN3:: GUS白桦对IAA及TIBA的应答 191
8.4 BpPIN3基因的白桦遗传转化研究 192
8.4.1 BpPIN3基因的获得与分析 192
8.4.2 植物表达载体的获得 192
8.4.3 转基因植株的获得 195
8.4.4 转基因株系的分子检测 196
8.5 转PIN3基因白桦的功能分析 197
8.5.1 转基因白桦的苗高、地径比较 197
8.5.2 转基因白桦叶型指数比较 197
8.5.3 转基因白桦根生长特征比较 199
第9章 白桦BpCUC2基因的功能研究 201
9.1 BpCUC2启动子的表达分析 201
9.1.1 BpCUC2基因启动子的获得 201
9.1.2 Pro-CUC2:: LUC载体的构建 201
9.1.3 转Pro-CUC2:: LUC白桦的获得及分子检测 202
9.1.4 Pro-CUC2驱动的LUC表达特性 202
9.1.5 转Pro-CUC2:: LUC白桦对激素的应答分析 204
9.1.6 生长素响应元件的上游调控基因的获得 205
9.2 BpCUC2基因的生物信息学分析 210
9.2.1 BpCUC2基因的获得 210
9.2.2 BpCUC