9787802338692 大豆在暗誘導下光周期及衰老相關基因的差異錶達研究 中國農業科 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙琳 著

圖書標籤:

• 大豆
• 光周期
• 衰老
• 基因錶達
• 植物生理學
• 分子生物學
• 中國農業科
• 植物學
• 遺傳學
• 農業科技

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齣版社： 中國農業科學技術齣版社

ISBN：9787802338692

商品編碼：29493157579

包裝：平裝

齣版時間：2009-05-01

基本信息

書名：大豆在暗誘導下光周期及衰老相關基因的差異錶達研究

定價：25.00元

作者：趙琳

齣版社：中國農業科學技術齣版社

齣版日期：2009-05-01

ISBN：9787802338692

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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本研究在細胞分子水平上從基因差異錶達的角度研究短日照光周期誘導開花和衰老過程中基因轉錄豐度的變化，剋隆與大豆光周期反應及衰老有關的基因，並對其進行轉基因功能研究，通過基因的剋隆和改造，試圖從根本上改變大豆對光的敏感性，為大幅提高大豆單産和總産尋找到新的突破口。並且為進一步探索大豆葉片感受日長變化誘導開花和衰老的復雜機製奠定瞭良好的理論基礎。

內容提要

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黑龍江省是我國大豆主要生産基地，加入世貿組織後，大豆麵臨嚴重的進口壓力。主要原因是我國大豆單産低，競爭力不強。大豆屬於短日照植物，其生長發育對光周期反應非常敏感，這一特性嚴重阻礙大豆品種的適應性，是製約大豆單産提高和穩産的關鍵因素。暗處理相當於短日照，可以縮短大豆的開花和成熟期，其錶型之一是加速葉片的衰老。葉細胞的結構、代謝和基因錶達都協調的發生變化，細胞器官的組分被依次有序的分解。代謝變化包括閤成代謝活性的減弱，如光閤作用和蛋白質的閤成，以及分解代謝的加速，如核酸降解和蛋白水解。這些對維持植物生長和生殖是非常必要的，基因轉錄物豐度的巨大變化揭示瞭從有光閤活性的葉片到作為流動營養物來源的衰老器官來維持發育的轉變情況。
為瞭打破大豆種植區域的局限性，本研究在細胞分子水平上從基因差異錶達的角度研究短日照光周期誘導開花和衰老過程中基因轉錄豐度的變化，剋隆與大豆光周期反應及衰老有關的基因，從而探索大豆葉片感受日長變化誘導開花和衰老的復雜機製。雖然植物花器官的分化發生在*分生組織，在開花過程中的基因錶達也必然在*分生組織中有所反映，然而植物感受光的器官是葉片，並利用長距離信號通過韌皮部傳導至*分生組織(SAM)影響生殖生長，在光周期控製開花過程中也必然牽涉葉片中很多基因的互作。由於黑暗的長度是開花時間的關鍵決定因素，在光周期控製開花過程中基因可能在夜間錶達有差異，所以，以晝夜交替時的大豆的兩個樣本的葉片為研究目的對象，構建瞭差異錶達的cDNA消減文庫，發現與暗誘導相關的差異錶達基因，揭示瞭有關參與機體暗適應下蛋白質的上調錶達的信息，為進一步分離暗處理産生差異錶達基因奠定瞭基礎。
通過轉化短日照，進行光周期反應基因的功能驗證，分析該類基因在光周期反應中的作用。同時，研究外源激素的施加對光周期途徑相關轉錄因子基因錶達的影響；分析開花誘導中基因組織特性的錶達情況。本研究的宗旨是通過基因的剋隆和改造，試圖從根本上改變大豆對光的敏感性，為大豆高産穩産提高尋找新的突破口，從根本上扭轉我國大豆依賴於進口的被動局麵。
主要結果如下。
1.本試驗應用抑製性消減雜交(SSH)技術以東農u3大豆的短日照(8h光/16h暗)和長日照(16h光/8h暗)兩個樣本為研究目的對象，構建瞭含有1738個剋隆的差異錶達的cI)NA消減文庫，對148個剋隆進行測序，在此基礎上發現瞭76個與暗誘導相關的差異錶達ESTs(上調至少3倍)，根據Blastn和Blastx推測這些ESTs的功能包括參與轉錄、信號轉導和細胞凋亡的調節類蛋白；參與大分子降解的酶類如蛋白和核酸的降解、參與細胞壁修飾的閤成代謝、初級代謝以及次級代謝的酶類和解毒與防衛的壓力反應的基因。揭示瞭有關參與機體暗適應下蛋白質的上調錶達的信息，為進一步分離短日處理産生差異錶達基因奠定瞭基礎。
2.為瞭研究GmRAV在大豆短日照信號轉導中的可能作用，我們利用cDNA末端快速擴增(RACE)技術從大豆中剋隆瞭編碼GmRAv的cDNA序列。序列分析結果錶明，GmRAV基因編碼351個氨基酸，含有AP2/ERF和B3結構域，GenBank登陸號為DQ147914，其DNA序列與辣椒、水稻和擬南芥RAV基因高度同源。
3.Real-time RT-PCR分析在短日照和長日照條件下大豆葉片中GmRAV基因mRNA轉錄物的豐度變化，錶明該基因的豐度在短日照(SD)時都要顯著高於在長日照(LD)條件下的豐度。
4.分析GmRAV基因在不同組織中mRNA轉錄物的豐度變化錶明，SD強烈誘導GmRAV基因在葉、根和莖中的錶達。
5.構建瞭植物錶達載體pBI121-GmRAV，用農杆菌介導法轉化過量錶達該基因，獲得卡那黴素抗性植株54株。PCR方法鑒定Tn轉基因株係，獲得18個轉基因的PCR陽性植株。通過Northern分析錶明這4株轉基因中的GmRAV基因都轉錄，錶明它們都已成功轉入中，並正常錶達。
6.GmRAV過量錶達的植株與對照相比無論在長日照和短日照下植株都明顯矮小，節間距短，節數少，並且在土壤中生長時葉片更深綠，葉片小，GmRAV過量錶達對莖和葉的發育以及植株的生長有推遲抑製作用。轉大豆GmRAV基因的植株無論在長日照和短日照條件下均錶現齣開花延遲的特徵，並且光周期敏感性增強，非轉基因在長日照比短日照條件下開花提前3天，而GmRAV過錶達的植株在長日照比短日照條件下開花卻提前13天。
7.GmRAV是BR信號轉導途徑的抑製因子，GmRAV基因通過抑製BR信號而抑製植物細胞伸長從而抑製生長，導緻轉基因植株矮化。
8.GmRAV是GA生長信號轉導途徑中的促進因子，是ABA和黑暗促進衰老途徑中的促進因子。

目錄

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作者介紹

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趙琳(1980- )，女，黑龍江省鶴崗市人，博士，助理研究員。主要從事大豆生物技術研究，2007年至今工作於東北農業大學農學院/大豆生物學省部共建教育部重點實驗室。在利用抑製性消減雜交技術尋找差異錶達基因、基因剋隆、生物信息學、植物組織培養、轉基因及轉基因品種培

文摘

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序言

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植物生長與環境響應的奧秘：深入解析光周期與衰老調控機製 植物，作為地球上不可或缺的生命形式，其生長發育與環境信號的感知、響應息息相關。在錯綜復雜的生命活動中，光周期和衰老是影響植物生命曆程的兩個至關重要的生理過程。光周期，即植物對日照長度變化的感知和反應，直接調控著播種、分蘖、抽薹、開花、結實等一係列關鍵生育期。而衰老，則是植物生命周期走嚮終點的必然階段，伴隨著養分迴流、器官脫落，是自然界物質循環的重要環節。理解植物如何精確調控這兩個過程，不僅是揭示生命奧秘的基礎科學問題，更對農業生産、作物育種具有極其重要的現實意義。 本研究聚焦於一個具有重要經濟價值和廣泛研究潛力的作物——大豆，深入剖析其在特定環境條件（暗誘導）下，光周期和衰老相關基因的錶達變化規律。這一研究方嚮的選擇，具有多重價值。首先，大豆作為重要的油料和蛋白質作物，其産量和品質的提高直接關係到全球糧食安全和人類健康。其次，暗誘導作為一種模擬特定環境脅迫（如遮蔭、生長季縮短等）的手段，能夠顯著影響植物的光周期響應和衰老進程。通過研究暗誘導對大豆相關基因錶達的影響，我們可以更全麵地理解植物在非理想環境下的適應性策略。最後，基因差異錶達研究是解析分子機製的金鑰匙，通過追蹤特定基因在不同處理下的錶達水平變化，能夠為揭示光周期調控和衰老啓動的具體分子通路提供關鍵綫索。 研究的科學基礎與理論意義： 植物對光周期信號的響應是一個高度復雜且精密的調控網絡。感光器官（主要是葉片）中的光敏色素等受體捕捉光信號，並將信號傳遞至植物的內部時鍾——生物鍾。生物鍾與外界光周期信號協同作用，最終調控一係列下遊基因的錶達，從而決定植物的生育進程。例如，許多開花基因的錶達受到光周期長度的嚴格調控，隻有在特定的日照條件下纔能被激活，從而確保植物在最適宜的環境條件下進行繁殖。 衰老，尤其是葉片衰老，是一個主動的、受基因調控的過程。在衰老過程中，葉綠素降解，光閤能力下降，葉片中的養分（如氮、磷）被重新分配到生殖器官或儲存器官，以最大化繁殖成功率。這一過程同樣受到多種信號的調控，包括植物激素（如脫落酸、乙烯）、環境因素（如營養匱乏、脅迫）以及內源信號。近年來，越來越多的研究錶明，光周期信號在一定程度上也能夠影響植物的衰老速率。例如，長日照條件下，一些作物會延遲開花並延長營養生長期，這可能與光周期信號對衰老過程的抑製作用有關。 本研究通過“暗誘導”這一實驗手段，試圖打破植物正常的感光節奏，模擬一種可能導緻生理紊亂或脅迫的環境。在暗期延長或光照強度突然下降的情況下，植物的生物鍾可能失調，光周期信號的傳遞受阻，這可能會直接或間接影響到控製光周期響應的基因。同時，暗期延長也可能被植物感知為一種脅迫信號，從而觸發或加速衰老過程。因此，研究暗誘導下光周期和衰老相關基因的差異錶達，不僅能揭示植物在光信號異常時的分子響應機製，還能闡明光周期與衰老之間可能存在的相互聯係。 實驗設計與研究方法： 本研究將采用先進的分子生物學技術，以大豆為研究對象，開展係統的實驗。 1. 樣本采集與處理： 選擇特定的大豆品種，在適宜的生長季節進行培養。實驗組將進行“暗誘導”處理，例如，在正常的暗期基礎上，延長暗期的時間，或者在光照後期進行較長時間的黑暗處理。對照組則維持正常的光周期條件。在不同時間點采集大豆的葉片等組織樣本，以捕捉基因錶達在不同階段的變化。 2. RNA提取與基因錶達分析： 從采集的樣本中提取高質量的總RNA。隨後，利用高通量測序技術（如RNA-Seq）對樣本進行轉錄組測序。RNA-Seq能夠全麵、定量地分析樣本中所有基因的錶達水平，從而鑒定齣在暗誘導處理下，與光周期響應和衰老相關的基因。 3. 差異錶達基因篩選與功能注釋： 對測序數據進行生物信息學分析，篩選齣在實驗組和對照組之間存在顯著差異錶達的基因。這些基因將被進一步注釋，以瞭解其在植物生理生化過程中的具體功能。重點關注那些已知與光周期響應、生物鍾調控、葉片衰老、營養物質轉運、抗氧化等相關的基因。 4. 候選基因驗證： 針對RNA-Seq篩選齣的關鍵差異錶達基因，將采用另一項獨立的、更為精確的技術，如實時熒光定量PCR (qRT-PCR) 進行驗證。qRT-PCR可以對特定基因的錶達水平進行定性和定量分析，從而提高研究結果的可信度。 5. 通路分析與互作網絡構建： 對差異錶達基因進行GO (Gene Ontology) 和KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) 等通路富集分析，以探究這些基因在哪些生物學途徑中發揮作用，並揭示它們之間可能的調控關係。構建基因互作網絡，可視化地展示光周期與衰老相關基因在暗誘導下的相互作用，為深入理解其分子機製提供框架。 預期研究成果與潛在應用價值： 本研究預期將獲得以下重要成果： 1. 鑒定關鍵基因： 成功鑒定齣一批在暗誘導下發生顯著差異錶達的、與大豆光周期響應和衰老密切相關的基因。這些基因將為進一步研究其具體功能和調控機製奠定基礎。 2. 闡明分子機製： 揭示暗誘導如何影響大豆的光周期感知和衰老進程，並闡明參與這些過程的基因及其相互作用的網絡。這有助於我們理解植物在環境變化下的信號轉導和生理調控策略。 3. 發現調控元件： 可能發現新的基因、轉錄因子或信號通路，它們在協調光周期和衰老之間發揮重要作用，或者對環境信號做齣響應。 本研究的成果將具有廣泛的應用價值： 1. 作物育種： 通過深入瞭解影響光周期響應和衰老的基因，可以為大豆的分子育種提供重要的理論依據和候選基因。例如，通過選育或基因編輯，可以培育齣對不同光照條件適應性更強、生育期更穩定、或者衰老過程可調控的大豆新品種，從而提高産量和適應性。 2. 精準農業： 結閤對環境因素（如光照）與基因錶達之間關係的理解，可以為發展精準農業提供指導。例如，在特定的生長環境下，通過調控光照條件，可能能夠影響作物的生長發育進程和産量，實現更有效的資源利用。 3. 抗逆性研究： 暗誘導在一定程度上可以模擬環境脅迫，通過研究植物在脅迫下的基因響應，有助於我們理解植物的抗逆機製，為培育抗逆性更強的大豆品種提供方嚮。 4. 基礎科學研究： 本研究將為植物生物學的基礎科學研究提供寶貴的經驗和數據，加深我們對植物光周期感知、生物鍾調控、衰老機製以及環境信號響應等核心問題的認識。 總之，本研究通過聚焦大豆在暗誘導下的光周期及衰老相關基因差異錶達，旨在揭示植物應對環境變化、調控生命進程的深層分子機製。我們相信，這項研究不僅能豐富植物生理學和分子生物學領域的理論知識，更能為大豆産業的可持續發展和作物育種的進步提供強有力的科技支撐。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開這本書，一股嚴謹的學術氣息撲麵而來。雖然我並非植物學領域的專傢，但我對科學研究過程本身充滿好奇。我猜想，這本書的作者，很可能是一位在大豆研究領域深耕多年的科學傢。書中的內容，大概會圍繞著一個核心問題展開：在特定的暗誘導環境下，大豆的光周期反應和衰老過程是如何受到影響的，以及這種影響體現在瞭哪些基因的錶達上。我腦海中浮現齣無數的實驗畫麵：實驗室裏忙碌的身影，精密儀器的運作，以及各種復雜的實驗數據。我特彆好奇，作者是如何設計實驗來“誘導”大豆的，以及他們是如何精確地監測和分析基因錶達的變化。書中應該會包含大量的圖譜、錶格和專業術語，我需要花費一些時間去理解和消化。但我堅信，這本書所揭示的，是中國農業科研領域的一項重要成果，它可能為大豆的育種、栽培方式的優化，甚至是我們對植物生長發育機製的理解，提供新的視角和重要的理論依據。這本書讓我看到瞭科學研究的嚴謹性和深度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，給人一種沉靜而富有力量的感覺，正如同它所探討的科學議題一樣——在看似平靜的外錶下，隱藏著生命的深刻奧秘。我最感興趣的是“差異錶達”這個概念。我一直覺得，植物的生長發育就像一場精密的交響樂，而基因就是譜寫樂章的音符。當環境發生改變，比如“暗誘導”，原本和諧的樂麯就會齣現一些“不和諧”的音符，也就是基因錶達的差異。這本書，很可能就是對這場“交響樂”在特殊環境下的變奏進行瞭一次詳盡的解讀。我猜想，書中會呈現很多詳細的實驗數據，比如不同基因在暗誘導前後的錶達水平對比，以及這些變化可能帶來的生理功能上的影響。雖然我可能無法完全理解所有的專業術語和圖錶，但我相信，通過閱讀這本書，我能更深刻地理解生命體是如何對環境做齣反應的，以及基因在其中扮演著多麼關鍵的角色。這本書，讓我對植物世界的復雜性和科學研究的精妙之處有瞭更深的敬意。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字，透露齣一種嚴謹的科學態度和對植物生命規律的深入探索。我尤其對“暗誘導”這個詞感到好奇，它是一種什麼樣的實驗條件？又是如何影響大豆的光周期和衰老過程的呢？我猜想，這本書的核心內容，將圍繞著通過實驗手段，探究在特定環境下，哪些與光周期感知和衰老相關的基因，其錶達水平會發生顯著的變化。我期待書中能夠詳細描述這些基因的功能，以及它們的變化如何最終影響大豆的生長發育。作為一個對農業科技發展抱有濃厚興趣的讀者，我希望這本書能夠為我揭示現代育種技術背後所蘊含的科學原理，以及中國科學傢在這一領域所做的努力。即使我不是科研人員，我相信通過這本書，我依然能感受到科學研究的魅力，並對中國農業科技的未來發展充滿信心。它不僅僅是一份研究報告，更可能是一本讓我瞭解植物如何“思考”和“行動”的科普讀物。

評分☆☆☆☆☆

這套書的封麵設計就吸引瞭我，簡約大氣，又帶著點學術的嚴謹感。拿到手沉甸甸的，封麵上的書名雖然略顯專業，但“大豆”這兩個字讓我眼前一亮。我一直對農作物的發展和改良很感興趣，尤其是在科技日新月異的今天，瞭解它們背後的科研是怎麼進行的，非常有意義。我很好奇，在“暗誘導”這種特殊條件下，大豆的“光周期”和“衰老”這些看似自然的過程，到底會發生怎樣的分子層麵上的變化？“基因差異錶達”更是讓我覺得充滿科技感，仿佛在揭示植物生命最深層的奧秘。我猜想，這本書可能會用很多圖錶和數據來展示實驗結果，雖然我不是專業科研人員，但我相信作者一定會以一種相對易懂的方式來呈現這些復雜的信息，讓我這個普通讀者也能窺見現代農業科學的魅力，理解科學傢們為瞭提升農作物産量和品質所付齣的努力。這本書給我的第一印象是，它不隻是一本枯燥的學術報告，更可能是一扇窗，讓我看到植物生命科學研究的前沿，也讓我對中國農業的未來充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，與其說是一本書，不如說是一個科研項目成果的凝練。我能想象到，作者團隊付齣瞭多少心血，纔從海量的數據中提煉齣如此清晰的研究結論。書名中的“暗誘導”、“光周期”和“衰老”這些詞匯，本身就帶著一種神秘感和科學探索的吸引力。我很好奇，為什麼選擇“暗誘導”作為研究的切入點？它在植物生理學研究中扮演著怎樣的角色？而“光周期”和“衰老”又是植物生命過程中如此關鍵的兩個環節，將它們與基因錶達聯係起來，必然會揭示齣一些不為人知的內在聯係。我猜想，書中可能會詳細介紹實驗的設計理念、操作流程，以及數據分析的方法。對於我這樣的普通讀者來說，這些專業內容或許有些晦澀，但我更看重的是它所能帶來的啓發。這本書，可能不僅僅是關於大豆，它所展示的基因差異錶達的研究方法，也許可以被推廣到其他作物上，為中國農業的科技進步貢獻力量。