拟南芥中一个参与盐胁迫应答基因的T-DNA插入纯合突变体的鉴定及表型分析

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拟南芥ABI3基因缺失突变体的鉴定及对盐胁迫的响应

拟南芥ABI3基因缺失突变体的鉴定及对盐胁迫的响应

拟南芥ABI3基因缺失突变体的鉴定及对盐胁迫的响应赵彦敏;高海琴;瓮巧云【摘要】采用PCR和RT-PCR技术分别在DNA和RNA水平上对由于T-DNA 插入所导致的拟南芥ABI3基因突变体进行鉴定,鉴定后将野生型Col-0与纯合abi3突变体种子分别置于含不同浓度NaCl的MS培养基上培养,测定萌发率、生物量和根长.结果表明:在NaCl胁迫下,野生型Col-0和纯合abi3突变体种子的萌发率、生物量和根长均随着NaCl浓度的增加呈现下降趋势.在相同NaCl浓度下,纯合abi3突变体种子的萌芽率、生物量和根长均低于野生型Col-0.当NaCl浓度达到150 mmol/L时,纯合abi3突变体种子的萌芽率、生物量和根长均降到最低,与野生型Col-0存在极显著差异.可见,拟南芥ABI3基因具有提高拟南芥抗NaCl 胁迫能力的作用.【期刊名称】《上海农业学报》【年(卷),期】2018(034)004【总页数】4页(P7-10)【关键词】ABI3基因;T-DNA插入;突变体;NaCl胁迫【作者】赵彦敏;高海琴;瓮巧云【作者单位】张家口广播电视大学,张家口075000;张家口广播电视大学,张家口075000;河北北方学院农林科技学院,张家口075000【正文语种】中文【中图分类】Q943.2植物在生长发育过程中,不可避免地会受到各种非生物因素如干旱、低温、高盐及高温等的胁迫,导致农作物的生长品质及产量下降。

作为植物体内重要的逆境响应激素之一,脱落酸(Abscisic acid,ABA)既是胁迫的诱导产物,又是胁迫信号的传导者,通过级联放大反应,能迅速参与到植物抗胁迫的反应中。

此外,脱落酸还参与植物生长的其他环节,如能促使马铃薯形成块茎、抑制种子的萌发等。

早期通过正向遗传学方法筛选到一些在萌发率上对 ABA不敏感的拟南芥基因,如 ABI1-1、ABI2-1、ABI3、ABI4和ABI5[1-4];作为ABA信号的正调控转录因子ABI3基因,在植物的抗旱性和耐盐性功能中起重要的作用[5],主要在种子里表达[2]。

拟南芥TDNA插入突变体的鉴定

拟南芥TDNA插入突变体的鉴定

遗传学实验报告拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定一、实验目的:1、学习和掌握基本的植物DNA的CTAB提取法,掌握PCR、琼脂糖凝胶电泳等基本实验操作技能2、了解T-DNA插入突变体的鉴定原理,掌握其方法。

二、实验原理1、拟南芥(Arabidopsis thaliana)十字花科,植物遗传学、发育生物学和分子生物学的模式植物。

植株形态个体小,高度只有30cm左右;生长周期快,从播种到收获种子一般只需8周左右;种子多,每株可产生数千粒种子;形态特征简单,生命力强,用普通培养基就可作人工培养;遗传转化简单,转化效率高;基因组小,只有5对染色体,125MB;在2000年,拟南芥成为第一个基因组被完整测序的植物。

2、突变体突变体是遗传学研究的最重要材料。

突变体可以通过自然突变和人工诱变的方法获得。

拟南芥诱变常用方法有EMS诱变、T-DNA插入突变、激活标签。

由于T-DNA插入突变体便于对突变基因进行追踪,目前拟南芥、水稻中已经有大量的T-DNA插入突变体;SALK中心提供的拟南芥T-DNA插入突变体超过十万种。

3、T-DNA插入突变原理T-DNA,转移DNA(transferred DNA ),是根瘤农杆菌Ti质粒中的一段DNA序列,可以从农杆菌中转移并稳定整合到植物基因组。

人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区,借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合,获得转基因植株。

除用于转基因以外,T-DNA插入到植物的基因中可引起基因的失活,从而产生基因敲除突变体,T-DNA大多为单拷贝插入,使其利于进行遗传分析。

4、T-DNA插入突变体PCR鉴定图 1 结果鉴定图 2 PCR引物设计三、实验材料1、材料:T-DNA插入的突变拟南芥植株;2、仪器:离心管,离心机,水浴锅,移液枪,PCR仪,电泳槽等;3、试剂:液氮,CTAB提取液,氯仿/异戊醇(24:1),无水乙醇,70%乙醇,10xTaq buffer,MgCl2,引物,琼脂糖,溴化乙锭(EB)。

拟南芥T-DNA插入突变

拟南芥T-DNA插入突变
modification and transfer. Phenolic compounds that are derived from a wounded plant cell induce expression of the vir region genes.
Virulence proteins recognise the border sequences (LB、RB)that define the T-DNA.
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(3)筛选纯和合突变体 实1、验实方验案方设案计设计
• 1.确定所要研究的基因 通过生物信息学的方法推测出一些可能具 有赤霉素糖基转移酶的基因。
• 2.获得种子 进入如下网站/index.jsp,输入
种子基因型号。
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(3)筛选纯和 合突变体
实验方案设计
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2、反向遗传学的重要手段——T-DNA插入突变技术
the mechanism of T-DNA insertion
• In the plant cell, the T-DNA is coated with the single-stranded DNA-binding protein, VirE2.

在多个生长阶段发挥作用的基因,其突变可能导致早期胚 致死效应,因而也无法鉴定。
• 瞬间表达的基因、低水平表达的基因,以及在少数细胞中 表达的基因,都很难用基因敲除突变体鉴定。
(Patrick J. Krysan et al,1999 )
(赵霞,周波等,2009)
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(4)表型鉴定
表型鉴定应对策略
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• 目前已经完成测序的植物有三种:拟南芥 、水稻、毛果杨(Populus trichocarpa)。

拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定

拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定

拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定09生工吴超 200900140129一、实验原理T-DNA插入法是反向遗传学研究的重要手段。

T-DNA是农杆菌的一个大质粒,长度在25kb左右。

野生型农杆菌的T-DNA上带有激素合成基因,感染植物后会导致植物细胞快速增殖形成愈伤组织,失去分化能力。

所以一般实验使用改造后的农杆菌——T-DNA中导入了卡那霉素抗性基因和抗除草剂基因。

因此在农杆菌感染植物后可用除草剂来筛选转化子。

在转化子培养到F2代出现分离后,就需要对其基因型进行鉴定。

T-DNA插入突变体鉴定方法主要有两种:三引物法和双引物法。

在本实验中使用三引物法。

三引物法的原理如图1所示,即采用三引物(LP、RP、BP)进行PCR扩增。

野生型植株目的基因的两条染色体上均未发生T-DNA插入,所以其PCR产物仅有1种,分子量约900bp(即从LP到RP);纯合突变体植株目的基因的两条染色体上均发生T-DNA插入,T-DNA本身的长度约为25kb,过长的模板会阻止目的基因特异性扩增产物的形成,所以也只能得到1种以BP与LP或RP为引物进行扩增的产物,分子量约为400-700bp;杂合突变体植株只在目的基因的一条染色体上发发生了T-DNA插入,所以PCR扩增后可同时得到两种产物。

上述3种情况的电泳结果差异明显,能有效区分不同基因型的植株。

此法优点是可同时鉴定出纯和突变体并确证T-DNA的插入情况。

图1 T-DNA插入示意图CATB,即十六烷基三甲基溴化铵,是一种离子型表面活性剂。

能溶解细胞膜和核膜蛋白,使核蛋白解聚,从而使DNA得以游离出来。

并且CATB可在高离子强度的溶液里与蛋白质和大多数多聚糖形成复合物进而形成沉淀,但不沉淀核酸。

本实验使用CATB抽提DNA。

聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是体外核酸扩增技术。

它具有特异性高、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出优点;能在一个试管内将所要研究的目的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至几万倍,使肉眼能直接观察和判断。

拟南芥核苷磷酸化酶基因的组织表达及其T-DNA 插入突变体鉴定

拟南芥核苷磷酸化酶基因的组织表达及其T-DNA 插入突变体鉴定

拟南芥核苷磷酸化酶基因的组织表达及其T-DNA 插入突变体鉴定徐文晶;程玉祥【摘要】To explore information and physiological function of nucleoside phosphorylase genes,by using PCR method,the authors examined gene expression of nucleoside phosphorylase in different tissues of model plant arabidopsis, and further screened T-DNA-inserted mutants of these genes. Results:Transcriptional expression of At4g28940 and At4g28940 is high in root tissues ,and slight transcript levels are detected in other tissues ,while At4g24350 gene expression is low in various tissues .After the identification of T-DNA insertion and transcriptional levels of thegenes ,the knockout mutants of At4 g28940 and At4 g24350 have been attained in this study .%为探明植物核苷磷酸化酶家族基因信息及生理功能,采用 PCR 扩增的方法,研究了模式植物拟南芥核苷磷酸化酶家族基因在不同组织中的表达,并对其核苷磷酸化酶基因 T-DNA 插入突变体进行鉴定。

结果表明:At4g24340和 At4g28940基因在根组织中大量转录表达,其他组织均微量检测到转录表达;At4g24350在各个组织中均有少量转录表达;经 T-DNA 插入结合转录表达鉴定,At4g28940和 At 4g24350基因为敲除突变体。

拟南芥T-DNA插入突变纯合体的鉴定

拟南芥T-DNA插入突变纯合体的鉴定

拟南芥T-DNA插入突变纯合体的鉴定余振洋(高山山、潘红芳)、09级生技1班、200900140156、2011/12/14摘要本实验通过CTAB法提取目的拟南芥的DNA,再用三引物法PCR扩增所需的目的基因后,用电泳检测该拟南芥是否为转基因的拟南芥,并判断其是纯合突变还是杂合突变。

关键词拟南芥;T-DNA;突变纯和体1.引言T-DNA是根癌农杆菌Ti质粒上的一段DNA序列,它能稳定地整合到植物基因组中并稳定地表达。

T—DNA在植物中一般都以低拷贝插入,多为单拷贝。

单拷贝T-DNA一旦整合到植物基因组中,就会表现出孟德尔遗传特性,在后代中长期稳定表达,且插入后不再移动,便于保存。

T—DNA插入突变在反向遗传学和功能基因组学研究中发挥着重要作用。

,T—DNA插入突变能方便地进行正向和反向遗传学研究,因而受到重视。

同时,基因组测序工作的完成使得从位点到表型的反向遗传学研究成为可能,从而使通过T—DNA插入技术构建突变体来研究功能的反向遗传学技术逐渐取代了传统的化学诱变、图位克隆等技术。

借助于农杆菌介导的遗传转化技术,T—DNA插入技术已被广泛应用于拟南芥等模式植物的突变体库构建中。

以T—DNA作为插入元件,不但能破坏插入位点基因的功能,而且能通过插入产生的功能缺失突变体的表型及生化特征的变化,为该基因的研究提供有用的线索。

由于插入的T—DNA序列是已知的,因此可以通过已知的外源基因序列,利用反向PCR、TAIL-PCR、质粒挽救等方法对突变基因进行克隆和序列分析,并对比突变的表型研究基因的功能。

还可以利用扩增出的插入位点的侧翼序列,建立侧翼序列数据库,对基因进行更全面的分析。

由此可见,T—DNA 插入标签技术已成为发现新基因、鉴定基因功能的一种重要手段。

CTAB法提取植物叶片中的DNA是我们常用的方法。

通常采用机械研磨的方法破碎植物的组织和细胞,由于植物细胞匀浆含有多种酶类(尤其是氧化酶类)对DNA的抽提产生不利的影响,在抽提缓冲液中需加入抗氧化剂或强还原剂(如巯基乙醇)以降低这些酶类的活性。

实验十、模式植物拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定-23页精选文档

实验十、模式植物拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定-23页精选文档
基础上,通过对靶基因进行特定的加工和修饰,如定 点突变、插入、缺失、置换等,再研究这些修饰对生 物体的表型、性状可能有何种影响,从而了解基因和 其编码蛋白质在生物体内的功能。
模式植物拟南芥
拟南芥(Arabidopsis thaliana )又称为阿拉伯芥,是一种十字花 科植物,广泛用于遗传、发育和分子生物学的研究,已成为一种典 型的模式植物。该植物具有以下特点:
植株形态个体小,高度只有30cm左右,1个茶杯可种植好几棵; 生长周期快,每代时间短,从播种到收获种子一般只需8周左右; 种子多,每株可产生数千粒种子; 形态特征简单,生命力强,用普通培
养基就可作人工培养; 基因组小,只有5对染色体。 拟南芥是严格的闭花自花受粉植物,
基因高度纯合。易获通过理化处理 获得各种功能的突变体。
外成像仪
实验步骤-拟南芥的栽培
一.在播种前将种子进行消毒,然后置于4℃冰箱中,使 种子在湿润条件下春化2至3天。
二.将春化好的种子播种于有麦氏培养基(MS培养基)的 培养皿中,置于培养室内培养。
三.待幼苗长出后,再选择茁壮的幼苗移栽到土壤中,置 于培养室内培养。
实验步骤-拟南芥T-DNA插入突变体PCR鉴定法
1. CATB法提取DNA:液氮、2×CTAB抽提缓冲溶液、氯仿:异戊醇 =24:1、无水乙醇、70%乙醇、TE
2. PCR:ddH2O、Buffer、MgCl2、dNTP、引物(LP、RP、BP) 、DNA模版、Taq DNA聚合酶
3. 电泳:琼脂糖、Maker、Buffer、EB、TAE
❖ 仪器:离心机,水浴锅,移液器,PCR仪,电泳槽,紫
每小组按10倍准备混合体系; 每个同学需做一颗植株的鉴定(两管PCR)。
LP: JDM17-1NR2 RP: JDM17-1F2 BP: LBb1.3

拟南芥atcwinv1基因T-DNA插入纯合突变体PCR鉴定及表型观察

拟南芥atcwinv1基因T-DNA插入纯合突变体PCR鉴定及表型观察
变体 ( 简称 突 变体 ) 野 生型 萌发 率平 均 下 降 5 8 较 . 8个 百分 点 ; 变体在 4 突 4 d抽 薹 , 野 生 型延 后 较 4 ; 支数 平 均 4支 , 野 生型 下降 2 . 4 ; 荚 开裂 时 间 6 分 d 较 0 8 果 右 ,较 野 生型 延 长 2 ; 株 果 荚 d左 单 d 数 平均 6 . 7个 , 野 生型 降低 1. 0 ; 22 较 1 O 单株 果 荚种 粒 数平 均 4 . 7粒 , 野 生型 降低 2 . 6 ; 58 较 14 突变体 的单 果 荚长度 平均 1 . 2 m,较野 生 型 降低 1 . 4 ; 4 5 c 0 2 单株 果质 量 平均 5 . 3 , 野 生 型 0 8 mg 较 降低 2 . 0/。拟 南芥 突变体在 营养 生长 时期 的株 高平 均 1 . 4 m, 野 生 型 下 降 2 . 3 ; 3 7 9 6 O4 较 c 1 0 主根
PCR d n iia i n a d Ph n t p c Ob e v to fa c i v I e tfc to n e o y i s r a i n o tw n l Ge e T— n DNA n e to a u a to r b do i I s r i n lM t n fA a i pss
u e o c m pa e p a s d t o r l ntmor hol i a if r nc s i he pe i ge a i e g owt nd r pr duc p og c ld f e e e n t rod ofve t tv r h a e o — tv o h. i e gr wt Ther s t h e uls s owe ha o p r d t he wid t pe t r i a i n r t fatwi l d t tc m a e o t l y he ge m n to a e o c nv a e a e y de r a e 5 v r g l c e s d by .88 pe c nt ge p n s; ompa e o h wid t e, li i e f ar- r e a oi t c r d t t e l yp bo tng tm o c

模式植物拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定

模式植物拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定

模式植物拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定摘要:通过本次实验,了解了拟南芥T-DNA插入突变体鉴定的原理,掌握了DNA提取技术、PCR技术以及电泳鉴定技术,对拟南芥的基因型做出判断。

实验首先提取拟南芥的DNA,将获得的DNA进行PCR扩增,将扩增好的DNA加入上样缓冲液后与DNAmarker一起进行电泳,用凝胶成像系统对凝胶进行处理,可以看到大小不同的DNA条带分离。

通过这种方法鉴定出拟南芥是否为突变体。

关键词:T-DNA插入突变体、DNA提取、PCR、电泳鉴定、凝胶成像系统1.前言拟南芥作为生物学研究的模式植物,由于其易于种植、生活周期短、遗传背景清晰、易于转基因操作等特点,已被广泛应用于植物学的各种基础和应用研究领域中。

同时,拟南芥T—DNA饱和突变体库的建立和T-DNA侧翼序列的确定,为功能基因组学提供了丰富、有效的遗传材料。

2.实验2.1实验目的(1)提取植物基因组DNA的方法;(2)PCR操作方法;(3)琼脂糖凝胶分离核酸方法。

2.2实验原理Ti质粒是土壤农杆菌的天然质粒,该质粒上有一段特殊的DNA区段,当农杆菌侵染植物细胞时,该DNA区段能自发转移进植物细胞,并插入植物染色体DNA中。

所以Ti质粒上的这一段能够转移的DNA被叫做T-DNA。

将Ti质粒进行改造,将感兴趣的基因放进T-DNA区段中没通过农杆菌侵染植物细胞,实现外源基因对植物的遗传转化。

T-DNA插图到植物染色体上的什么位置,是随机的。

如果T-DNA插入进某个功能基因的内部,特别是插入到外显子区,将造成基因功能的丧失。

所以利用农杆菌Ti质粒转化植物细胞,是获得植物突变体的一种重要方法。

用PCR方法鉴定T-DNA插入船和突变体。

农杆菌Ti质粒转化植物细胞后,在获得的后代分离群体汇总,有T-DNA插入的纯合突变体,杂合突变体和野生型。

在突变体研究中,需要的材料是纯合突变体,所以必须从分离群体中将纯合突变体鉴定出来。

“三引物法”的原理如图1所示,即用三种引物(LP、BP、RP)进行PCR扩增,野生型植株目的基因的两条染色体上均为发生T-DNA插入,所以其PCR产物仅有一种,分子量约为900bp(即从LP到RP);纯合突变体植株目的基因的两条染色体上均发生T-DNA插入,而T-DNA 本身的长度约为17kb,过长的模版会阻抑目的基因特异扩增产物的形成,所以也只能得到1种以LB与LP(或RP)为引物进行扩增的产物,分子量约为410+N bp(即从LP或RP到T-DNA 插入位点的片段),长度为300+N bp,再加上从LB到T-DNA载体左边界的片段,长度为110bp);杂合突变体植株只在目的基因的一条染色体上发生了T-DNA插入,所以PCR扩增后可同时得到410+N bp和900bp两种产物。

实验五 拟南芥TDNA插入突变纯合体的鉴定

实验五 拟南芥TDNA插入突变纯合体的鉴定

0.5 ml dNTP〔10 mmol/L〕
1 ml 046 5’引物〔10 mmol/L〕
1 ml 046 5’引物〔10 mmol/L〕
1 ml LBa 引物〔10 mmol/L〕
1 ml LBa 引物〔10 mmol/L〕
135号突变体的鉴定〔7-11组〕
30ml反响体系1:
30ml反响体系3:
实验五 拟南芥TDNA插入突变 纯合体的鉴定
实验目的
1.熟练掌握植物基因组DNA快速提取的方法; 2.掌握利用PCR方法鉴定拟南芥T-DNA插入突
变体的方法。
T-DNA插入鉴定的原理
突变体鉴定的步骤
1. T-DNA插入基因的基因组序列; 2. T-DNA插入方向确实定; 3. T-DNA插入位置确实定; 4. 引物设计; 5. PCR扩增; 6. 电泳检测。
条件下,离心5分钟; 〔6〕弃上清后,用70%乙醇润洗沉淀,并在室温下枯燥沉淀; 〔7〕100 ml TE溶解沉淀,将制备好的样品在4℃保存备用。
〔此方法提取的基因组DNA只适用于PCR的鉴定,不适合酶切和大片段基因的扩增〕
PCR鉴定
30ml反响体系: 2ml 植物基因组DNA样品 3ml 10×扩增缓冲液 ml Taqase 〔5U/ml〕 0.5 ml dNTP〔10 mmol/L〕 1ml 引物1〔10 mmol/L〕 1ml 引物2〔10 mmol/L〕
1ml 135 5’引物〔10 mmol/L〕
1ml 135 3’引物〔10 mmol/L〕
1ml 135 3’引物〔10 mmol/L〕
30ml反响体系2:
30ml反响体系4:
2ml 植物基因组DNA样品〔WT〕 2ml 植物基因组DNA样品〔111〕

拟南芥隐性抗盐单基因突变体的筛选与鉴定

拟南芥隐性抗盐单基因突变体的筛选与鉴定

郭美丽:拟南芥隐性抗盐单基罔突变体的筛选与鉴定1.124抗氧化防御系统的活性J.M.McCord等p“提出的自由基伤害学说,已广泛削于需氧生物细胞伤害机理的研究。

二十世纪80年代以后,人们对盐分胁迫F植物体内抗氧化防御系统进行了大量的研究,并己确定它由一些能清除活性氧的酶系和抗氧化物质组成,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(cAT)和抗坏血酸(AsA)等,它们协同作用共同抵抗盐分胁迫诱导的氧化伤害,而单一的抗氧化酶不足以防御这种氧化胁迫。

如SOD催化两个超氧自由基发生歧化反应形成02和H202,H202再被POD和CAT催化除掉。

在整个氧化防御系统中,SOD是所有植物在氧化胁迫中起重要作用的抗氧化酶。

根据结合金属离子的不同,SOD可分为Cu/Zn—SOD,Mn.SOD和Fe—SOD3种类型,Cu/Zn-SOD主要存在与叶绿素和细胞质中,Mn.SOD主要存在于线粒体中,Fe—SOD主要存在与叶绿体中【3“。

一般来讲,在盐分胁迫下,植物体内的SOD等酶活性与植物的抗氧化胁迫能力呈正相关,而且在盐分胁迫下,盐生植物与非盐生植物相比,其SOD、CAT、POD活性更高,因而更能有效地清除活性氧,阻抑膜质过氧化。

此外,在盐胁迫下,植物体内的某些过氧化物质,如抗坏衄酸也有清除体内自由基的生理功能。

刘婉等p…认为,离体小麦叶片在盐胁迫加强条件下,体内抗坏血酸含量下降,用活性氧清除剂处理可明显缓解抗坏血酸含量下降,且外源抗坏血酸能明显缓解由盐胁迫造成的对细胞膜的伤害,降低MDA含量,提高叶绿体的Hill反应活力、叶片光合速率和叶片线粒体呼吸速率。

可见SOD和抗氧化物质等自由基清除系统对保护膜结构,提高植物耐盐性有~定作用。

11.2.5盐胁迫蛋白研究发现,植物在盐胁迫F,体内合成一些新蛋白称为应激蛋白或胁迫蛋白,而且证明某些应激蛋白与植物的抗盐性有关。

N.K.Singh【40】等首次报道了,在烟草盐适应悬浮细胞中存在盐胁迫蛋白,此后又发现在烟草、苜蓿、玉米、甜菜等许多作物中存在盐胁迫蛋白,而且尤以分子量为26kD蛋白质的含量显著,可占总蛋白的10%~12%,且增加量与总蛋白置呈正相关H”。

拟南芥突变体相关分析

拟南芥突变体相关分析

拟南芥突变体的相关研究遗传学摘要:本文列举了利用正向遗传法对拟南芥突变体的筛选、遗传群体的初步遗传群体及初步遗传图谱的构建和基因的图位克隆、遗传分析及相关基因的功能分析的流程,为拟南芥的研究提供更明确更清晰的思路。

关键词:拟南芥突变体;筛选;图位克隆;功能分析1 拟南芥突变体的筛选拟南芥是十字花科拟南芥属植物,近年来拟南芥以其个体小、生长周期短以及基因组小等特点而成为分子遗传学研究的模式植物。

拟南芥的另一优点是很容易被诱变,目前已从拟南芥中分离得到了几千种突变体,这些突变体的获得为揭示植物生长发育规律起了非常重要的作用。

拟南芥突变体的筛选已成为许多重要理论问题得以解决的前提,而筛选方法是突变体筛选成败的关键。

这里拟南芥耐低钾突变体的筛选为例,介绍一种简单、灵敏、通用的拟南芥突变体的筛选方法。

1.1植物材料诱变以拟南芥为材料,诱变方法如下:称取250mg(约5000粒)野生型种子置于50ml烧杯内并加入25ml 重蒸水,搅拌30 分钟;在4℃,下放置12小时后,把种子转移到盛30ml100mmol/L 磷酸缓冲液(PH6.5)的100ml三角瓶中,加入0.2%(V / V)的甲基磺酸乙酯(EMS),封口后放在水浴(25℃)振荡器上振荡12h。

然后用50ml 蒸馏水漂洗种子4 次,每次15min。

将漂洗好的种子置于4℃下春化3天后种植。

1.2诱变植株培养将经EMS诱变处理后的拟南芥种子(M1)播种于1/4Hoagland 营养液浸透的混有蛭石的营养土中,然后覆膜保湿。

18-22℃、光照强度120umol/m2s-1、光周期16h/8h条件下培养,待种子成熟后分行采收种子。

1.3 突变体的筛选拟南芥种子用0.5 %(v/ v)次氯酸钠加0.1%(v/ v)Tri-tonX-100表面消毒10 分钟,再用无菌水冲洗3遍。

接种前种子与0.4%(w/ v)低熔点琼脂糖混和,然后用吸管将种子吸出,成行地涂于MS 培养基上;将培养皿置于4℃冰箱春化48小时,之后转入光照培养,培养皿垂直放置。

拟南芥属植物分子遗传学和突变体筛选研究方法

拟南芥属植物分子遗传学和突变体筛选研究方法

拟南芥属植物分子遗传学和突变体筛选研究方法拟南芥(Arabidopsis thaliana)是目前广泛应用于分子遗传学和突变体筛选的模式植物。

它具有小型体积、短生命周期、易于培养和遗传变异等优点,使其成为研究植物基因功能的理想模型。

下面将介绍拟南芥属植物的分子遗传学和突变体筛选研究方法。

一、拟南芥分子遗传学研究方法2. 基因组学方法:包括全基因组测序(Whole Genome Sequencing, WGS)、基因芯片(Microarray)和下一代测序(Next Generation Sequencing, NGS)等技术,用于分析和比较拟南芥基因组的序列、结构和功能。

3.双杂交法:通过构建酵母杂交系统,研究和鉴定拟南芥基因间的物理和功能相互作用关系,进而揭示拟南芥基因调控网络和信号转导途径。

4. RNA干扰(RNA interference, RNAi)技术:利用沉默诱导的RNA (siRNA)或者镰刀状RNA(hairpin RNA)介导靶向基因的沉默,从而研究和验证拟南芥基因的功能。

二、拟南芥突变体筛选方法1. EMS化学诱变:使用化学诱变剂EMS(Ethyl methanesulfonate),处理拟南芥种子,让其发生突变,形成突变种子库。

进一步筛选和鉴定突变体,识别和研究拟南芥基因的突变功能。

2. 插入序列突变法:通过插入转座子(Transposon)或者T-DNA转座子,将外源序列插入拟南芥基因组,产生随机或特异性的基因突变,进行筛选和分析。

3.含有T-DNA插入的突变体库:使用含有T-DNA插入的突变体库,通过筛选和分离带有T-DNA插入的个体,鉴定和研究拟南芥基因的功能和表达调控。

4.突变体数据库查询:拟南芥基因突变体数据库中收集了大量已经鉴定和命名的突变体信息,可以通过数据库查询,寻找和鉴定具有特定表型的突变体。

拟南芥β-罗勒烯合成酶基因T-DNA插入突变体的鉴定

拟南芥β-罗勒烯合成酶基因T-DNA插入突变体的鉴定

2 ‘ 置 2 n ,400rm 离 心 1 n 吹干 , 于 0C放 0mi)1 0 p 0mi, 溶
灭菌 的超 纯水 中后作 为 P R扩增 的 D C NA模 板 。
1 2 3 DNA 的 P R 扩 增 . . C
相 似 基 因组 成 的 家 族 命 名为 At P T S家 族 。 t PS 3 A T 0
1 2 2 单株 植物 总 DNA 提取 ..
类 化 合物 都 具 有 环状 结 构 。单 萜 合酶 分 布 于 TP — , Sb
TP — , P — 和 T S g4个 亚家 族 。单 萜 合酶 基 因表 Sd T Sf P — 达 受 生物 钟 调节 , 表达 量 随 昼 夜周 期 交替 变换 而 出现
f罗勒烯 (-cmee 是 近 年 来 发 现 的 , 植 物 防 } -  ̄oi n ) 与 御 相 关 的 植 物 通 讯 (ln—o pa tcmmu i t n) 号 分 nc i 信 ao 子 [, 自然 界 中包 括 两 个 同分 异 构 体 : 式一 勒 1在 ] 顺 罗
烯 ( i一 c n c  ̄o i e)和 反 式一- 勒 烯 ( rn — s me f罗 }  ̄a s o i n ) 罗勒 烯 是 一 种 单 萜 ( n tre e ) 合 c me e 。 mo oep n s 化
su yterl o  ̄o i n c a i td oe f c h me emeh ns h moy o smua t i -c n y tae e eepes nse c s b o . m・ o zg u tn t oi esnh s n x rsi i nemu t eg t w h ̄ me g o l
R 0 1 L, d H2 补 足至 1 L。 . 用 d O 5

拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定

拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定

遗传学实验报告拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定一、实验目的:1、学习和掌握基本的植物DNA的CTAB提取法,掌握PCR、琼脂糖凝胶电泳等基本实验操作技能2、了解T-DNA插入突变体的鉴定原理,掌握其方法。

二、实验原理1、拟南芥(Arabidopsis thaliana)十字花科,植物遗传学、发育生物学和分子生物学的模式植物。

➢植株形态个体小,高度只有30cm左右;➢生长周期快,从播种到收获种子一般只需8周左右;➢种子多,每株可产生数千粒种子;➢形态特征简单,生命力强,用普通培养基就可作人工培养;➢遗传转化简单,转化效率高;➢基因组小,只有5对染色体,125MB;➢在2000年,拟南芥成为第一个基因组被完整测序的植物。

2、突变体突变体是遗传学研究的最重要材料。

突变体可以通过自然突变和人工诱变的方法获得。

拟南芥诱变常用方法有EMS诱变、T-DNA插入突变、激活标签。

由于T-DNA插入突变体便于对突变基因进行追踪,目前拟南芥、水稻中已经有大量的T-DNA插入突变体;SALK中心提供的拟南芥T-DNA插入突变体超过十万种。

3、T-DNA插入突变原理T-DNA,转移DNA(transferred DNA ),是根瘤农杆菌Ti质粒中的一段DNA序列,可以从农杆菌中转移并稳定整合到植物基因组。

人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA 区,借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合,获得转基因植株。

除用于转基因以外,T-DNA插入到植物的基因中可引起基因的失活,从而产生基因敲除突变体,T-DNA大多为单拷贝插入,使其利于进行遗传分析。

4、T-DNA插入突变体PCR鉴定图 1 结果鉴定图 2 PCR引物设计三、实验材料1、材料:T-DNA插入的突变拟南芥植株;2、仪器:离心管,离心机,水浴锅,移液枪,PCR仪,电泳槽等;3、试剂:液氮,CTAB提取液,氯仿/异戊醇(24:1),无水乙醇,70%乙醇,10xTaq buffer,MgCl2,引物,琼脂糖,溴化乙锭(EB)。

拟南芥

拟南芥

姓名沈一鸣班级生技3班同组人无科目遗传学实验题目拟南芥T-DNA插入突变体的鉴定组别无—————————————————————————————————————————————————————一、实验目的1. 学习用PCR方法检测生物遗传差异;2. 了解植物T-DNA插入突变体的鉴定原理。

二、实验原理拟南芥(Arabidopsis thaliana):十字花科,植物遗传学、发育生物学和分子生物学的模式植物拟南芥特点:1)植株形态个体小,高度只有30cm左右;2)生长周期快,从播种到收获种子一般只需8周左右;3)种子多,每株可产生数千粒种子;4)形态特征简单,生命力强,用普通培养基就可作人工培养;5)遗传转化简单,转化效率高;6)基因组小,只有5对染色体,125MB;7)在2000年,拟南芥成为第一个基因组被完整测序的植物突变体是遗传学研究的最重要材料。

自然突变突变体的获得人工诱变拟南芥诱变常用方法:EMS诱变、T-DNA插入突变、激活标签由于T-DNA插入突变体便于对突变基因进行追踪,目前拟南芥、水稻中已经有大量的T-DNA插入突变体;SALK中心提供的拟南芥T-DNA插入突变体超过十万种。

T-DNA插入突变原理:Ti质粒是土壤农杆菌的天然质粒,该质粒上有一段特殊的DNA区段,当农杆菌侵染植物细胞时,该DNA区段能自发转移,插入植物染色体DNA中,Ti质粒上的这一段能转移的DNA被叫做T-DNA(transferred DNA )。

人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区,借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合,获得转基因植株。

T-DNA插入到植物染色体上的什么位置,是随机的。

如果T-DNA插入某个功能基因的内部,特别是插入到外显子区,将造成基因功能的丧失。

所以利用农杆菌Ti质粒转化植物细胞,是获得植物突变体的一种重要方法。

T-DNA大多为单拷贝插入,使其利于进行遗传分析。

用PCR方法鉴定T-DNA插入纯合突变体:农杆菌Ti质粒转化植物细胞后,在获得的后代分离群体中,有T-DNA插入的纯合突变体,杂合突变体,和野生型。

毕业论文-拟南芥突变体的鉴定 精品

毕业论文-拟南芥突变体的鉴定 精品

拟南芥突变体的鉴定摘要在真核细胞的细胞核中,基因组DNA缠绕在组蛋白上,形成核小体的结构。

核心组蛋白的末端会发生一系列翻译后水平上的共价修饰,主要包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化和ADP-核糖基化等。

这些共价修饰在染色质的结构与功能及基因的转录调控方面起着重要的作用。

组蛋白的甲基化发生在赖氨酸和精氨酸位点,这些位点的甲基化参与异染色质形成,X染色体失活和基因转录的激活与沉默等许多重要的生物学功能。

早先认为组蛋白上的甲基化是不可逆的。

然而近年来在哺乳动物和酵母中相继发现了许多组蛋白去甲基化酶。

其中最大的一个基因家族是包含有JMJC结构域的组蛋白去甲基化酶家族。

在植物中还没有报道有组蛋白去甲基化酶。

我们通过基因组注释以及序列比对从拟南芥中鉴定出21个编码包含有JMJC结构域蛋白的基因。

并从SALK突变体库中筛选鉴定了相应的T-DNA插入突变体。

利用分子标记,我们筛选出了37个纯合T-DNA插入株系。

给我们以后分析这些基因在植物生长发育中所起的作用打下了坚实的基础。

关键词组蛋白密码, 甲基化,去甲基化,T-DNA插入突变体1 背景介绍1.1 “组蛋白密码”理论与表观遗传学在真核细胞的细胞核中,基因组DNA与组蛋白和非组蛋白相互结合,构成遗传信息的物质载体——染色质。

染色质由其基本单位核小体重复连接而成,每个核小体包含一个组蛋白八聚体(H2A/H2B-H3/H4-H3/H4-H2A/H2B)和围绕其上的两圈超螺旋DNA(146KB),核小体之间通过不同长度的超螺旋DNA和H1组蛋白前后相接。

组蛋白八聚体的成员作为核小体的基本组成元件,在所有真核生物中高度保守。

尽管核心组蛋白均具有一个三螺旋的结构严整的组蛋白折叠区,其两个末端却没有形成固定结构。

然而,这些末端却会发生一系列翻译后水平上的共价修饰,主要包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化和ADP-核糖基化等。

这些共价修饰在染色质的结构与功能及基因的转录调控方面起着重要的作用(1,2)。

拟南芥基因突变体筛选和分类的研究

拟南芥基因突变体筛选和分类的研究

拟南芥基因突变体筛选和分类的研究拟南芥(Arabidopsis thaliana)是植物研究中的常用材料,因其具有许多优点:生长快、体形小、基因组测序完成、适应广泛等等。

而生物学研究中最为基础的就是基因研究,因此引发人们对拟南芥基因的探索和研究。

本文将会介绍拟南芥基因的突变体筛选和分类的研究。

一、拟南芥的基因突变体筛选在拟南芥中,基因突变体是非常重要的,由于拟南芥基因组的测序已经完成,因此,科研人员可以利用现代高通量筛选技术,来快速建立大规模的拟南芥基因突变体资源库。

1.1 传统筛选法最常用的传统筛选方法是化学诱变、X射线、γ射线和紫外线辐射等方法,其基本原理是:通过人为或其他因素对植物种子或幼苗进行处理,使其基因发生变异,最终产生突变体。

其中,化学诱变是使用化学物质诱导植物基因发生变异,这种方法有较大优势,因为可以在不依赖实验室设备的情况下大规模筛选。

但是,化学诱变方法可能会引起伪突变和失败的突变率较高。

1.2 高通量筛选法随着科学技术的发展,高通量筛选方法得到了广泛应用,尤其是基于基因编辑技术的筛选方法。

目前流行的高通量筛选法有:T-DNA插入、CRISPR/Cas9、RNA干扰等。

其中,T-DNA插入是在拟南芥基因组中随机插入T-DNA,每个T-DNA都能够导致拟南芥基因表达的改变。

因此,T-DNA插入是一种高效、简单、易于筛选和操作的方法,并且在拟南芥研究中应用广泛。

二、拟南芥基因突变体分类拟南芥基因突变体分类是指将筛选得到的突变体按照突变部位和性质分为不同的类型,以方便基因功能的研究和应用。

2.1 快速分离突变位点的方法首先,需要快速、准确地确定突变体的位点,以此进行后续的基因功能分析,现在,基因突变体的位点鉴定方法已经得到了较大的改进,常见的方法包括PCR-RFLP、dCAPS和PCR-sequencing等。

其中,PCR-RFLP是一种快速、简便的检测方法,基本原理是:通过PCR扩增突变体和野生型基因区段,然后将PCR产物限制性酶切,从而分辨突变体和野生型基因。

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002);中央高校基本科研业务费(2011SCUlll07)
万方数据 杨毅.E mail:yangyi5 28@vip.sina.coin
赵成(1 986)男,四川成都人,硕士,研究方向为植物遗传与分子生物学.E mail:498612906@qq.coin
四川大学学报(自然科学版)
第51卷



2014年5月 第51卷 第3期
四川大学学报(自然科学版)
Sichuan
May.2014
V01.51
No.3
University(Natural
Science
doi:103969/j.issn.0490
6756.2014.03.37
拟南芥中一个参与盐胁迫应答基因的T—DNA 插入纯合突变体的鉴定及表型分析
型种子为本实验室保存.突变体种子为从拟南芥 生物资源中心(Arabidopsis
Biological
Resource
37)与dn(5-TCTGTGATTCGGACCTTA 37),
bp.
其产物长度为462
2.2.4
万方数据 Centre,ABRC)购买的编号为SALK
148182C拟
Nact处理条件下野生型与突变体种子的
(5-GTTGGTGATGAAGCACAATCCA 3 7)和(5,_ GTTGGTGATGAAGCACAATCCA
37).扩增产
物用1.0%的琼脂糖凝胶电泳分析.
2.2.3
半定量分析野生型拟南芥在非生物胁迫下 将若干饱满的拟南芥种子在4℃春
的表达情况
化4d,然后用升汞(o.1%)消毒i0 rain,75%乙醇 灭菌30 S,然后用无菌水将种子洗涤5次,将种子 播种于MS培养基平板上,在MS平板上生长七 天后,将拟南芥幼苗分别移至经MS,MS+i0%
的引

LB
(5
。TCAAACAG
GATTTTCGCCTGCT
37)一NA试剂盒 提取突变体幼苗RNA,将其反转录为cDNA,用
RT
PCR分析其转录水平,得到的cDNA用突变
基因atS966070的特异引物LP与RP进行扩增, 同时以actin基因表达为对照,actin基因引物为

将种子洗5次,将种子播种于MS,MS+100
mMNaCl,MS+150 mMNaCl培养基平板上,观
里A ATG—■■●—●■■●1■■■■l__1■|TGA
察野生型与突变体株系的萌发情况,实验重复3 次,每个株系的播种数目均为100颗.
2.2.5

NaCl处理条件下野生型与突变体的根长
分析用同样的方法春化野生型与突变体种子, 并消毒.将种子播种于MS平板上,在MS平板生 长两天后,分别将野生型与突变体幼苗移苗至MS
DNA
插入纯合突变体.分析了野生型拟南芥与突变体在不同浓度NaCl处理下,其萌发率,根长以 及苗期的生长差异.结果发现,相对于野生型来说,突变体对盐更敏感.具体来说,在含有 150mMNaCl的Ms培养基中,突变体的萌发率比野生型要低,根长比野生型要短,同时突变 体幼苗更容易出现枯萎,萎黄症状. 关键词:拟南芥;盐胁迫;幼苗生长;at5966070;萌发率 中图分类号:Q37 文献标识码:A
2.2.2
土地盐渍化是指由于自然因素和人为不合理 的措施而引起的土壤盐渍化.比如说由于蓄水工 程使得蓄水区域变成了水面,拦截了径流,减少 了下游水量,增加了水面蒸发,并且使库区周围 地下水位上升,导致了土壤盐渍化.土壤盐渍化 是一个世界性问题,严重影响着农业生产和经济 发展,选育和培育耐盐植物品种适应盐渍环境, 是缓解土壤盐渍化对农业生产影响的最经济有效 的方法口0。”].据统计,我国现有耕地中,至少有 800万hm2的土地由于不当的灌溉和施肥,导致土 壤中盐分积累,严重影响了农作物的产量. 大量研究表明,植物对盐胁迫环境的应答反 应涉及了多种基因和复杂的途径,盐分对植物最 普遍和最显著的效应就是植物抑制生长[1,….因此 通过分子生物学的手段研究耐盐基因显得非常的 重要[5].根据前人的大量研究表明,发现含有 RING结构的基因与植物抗逆性关系密切[4].比 如,含有RING结构的RGLG2基因对拟南芥的 干旱胁迫具有负调控作用[6],DREB2A是含有 RING结构的一个基因,它编码的蛋白与其它蛋 白相互作用,对拟南芥的干旱胁迫具有负调控作 用口],RHA2a是含有RING结构的一个基因,在 种子萌发于以及幼苗的生长阶段起作用,在盐胁 迫与干旱胁迫下以及对ABA的响应起到正调控 的作用口].本课题研究拟南芥中未知基因 atS966070在其C端有一个保守的RING结构, 分析了该基因在受到各种非生物胁迫后,基因的 表达情况,发现该基因在盐胁迫下,表达量明显 升高.然后以NaCl作为盐胁迫因子口,…,探讨其 对野生型及突变体拟南芥生长的影响.研究结果 发现,在盐胁迫条件下,突变体种子萌发率明显 低于野生型,并且根长也比野生型要短一些,同 时,在幼苗的生长过程中,突变体幼苗更容易出 现萎黄,枯萎的症状.这些结果说明该基因可能 参与拟南芥中盐胁迫信号通路.
at stress
on
the other hand.One homozygous T DNA mutant
rate,root
DNA and RNA levels by PCR and RT PCR.Then the germination
length
and seedling growth were analyzed between wild type and mutant under the treatment of different NaCl concentrations.The results showed that the mutant iS more sensitive The mutant's germination
第3期
赵成等,拟南芥中一个参与盐胁迫应答的基因的T DNA插入纯合突变体的鉴定及表型分析
617
萌发分析选取若干同一时期播种,同一时期收 集的饱满,圆润,大小一致的野生型拟南芥种子 与突变体种子在4℃春化4 d,然后用升汞(o.1%)
消毒10 rain,75%乙醇灭菌30 S,然后用无菌水
ABA处理后的条带与野生型中的差异不大,而在 NaGl处理下,扩增的条带亮度远大于野生型.
+100 mMNaCl,MS+150
EF
col mut C
mMNaCl培养基平板
{沁
上,倒立放置培养,每天观察根长生长情况,并记
录,7 d后拍照,实验重复3次.
2.2.6
蚍一一~
NaCl处理条件下野生型与突变体的苗期
飞钆上定久

k仆 野

生长状况分析 用同样的方法春化野生型与突变体种子,并消 毒.将种子播种于MS平板,在MS平板生长七天后, 分别将野生型与突变体幼苗移苗至MS+150mMNaCl 培养基平板上,在组织培养室中培养两周,观察苗期 生长情况,两周后拍照,实验重复3次.
外显子处(图1,a).在DNA水平上,用基因的两 端引物LP与RP扩增后,野生型中有一条带,与 此对应的突变体中没有条带,当用RP与LB一起 扩增时突变体中有一条特异条带.而野生型中没 有出现条带,其中col表示野生型,mut表示突变 体(图1,b).而在转录水平上,用基因特异的引 物,野生型中能够扩增出预期大小的条带,但在 突变体中没有(图1,c),表明T DNA的插入使得 突变体中AtS966070基因完全被敲除,这一株材 料是AtS966070基因缺失的纯合突变体,供后续 实验使用.
h,
突变体纯合子鉴定
DNA水平检测:突
变体幼苗在培养箱中生长1个月后,提取叶片总 DNA,以所提取的总DNA为模板,采用三引物 PCR法,进行PCR扩增.At5966070基因特异的
引物LP(5-CATGACGACATCACTGTGGTC
7),RP(5
T DNA 3
CTAAGTGCCGTCCAGAGTCAG 3)7与
Sucrose,Ms+300 mM Mannitol,Ms+10 t*M
h,
2材料和方法
2.1
ABA,及MS+250 mMNaCl的平板上处理8
用天根RNA提取试剂盒分别提取RNA,用RT PCR分析目的基因在几种处理下的表达情况.半 定量所用引物为up(5-TCTTCTTCGCTTTAGT
GG
实验材料 拟南芥(Arabidopsis thaliana)Columbia生态
rate to
salt compared
to
the wide type.
is 10wer,and their root 1engths were shorter than that of wt
to
Meanwhile,
the mutant seedlings were more prone
be chlorosis when they
3.2
3.3野生型与突变体在NaCI胁迫下的萌发情况 在正常MS培养基下,春化4d后的野生型与 突变体的萌发率基本一致,在第3d即可看到有 90%以上的种子萌发,第6d时,均完全萌发.而 在含有100mM NaCl的MS平板上,突变体相比 于野生型萌发率要低,第六天时野生型的终萌发 率为90%,突变体仅为78%.在150mM NaCl的 MS平板上,这种影响更大,野生型的终萌发率为 51%,突变体仅为23%,见图3.
赵 成,杨
昊,刘志斌,杨

(四川大学生命科学学院生物资源与生态环境教育部重点实验室,成都610064)

要:本研究以拟南芥为试验材料,探索基因atS966070在受到非生物胁迫的表达情况,
并研究其抗逆特性.结果表明,在NaCl处理下,该基因的表达量明显升高,表明该基因受到 盐的诱导.通过PCR和RT PCR在DNA和RNA水平上筛选鉴定atS966070基因T
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