论文总字数：19567字

摘 要

敌草隆是农业中广泛使用的除草剂，然而大量实验表明，敌草隆对于在环境中的微生物有一定降解作用或者损伤危害，更严重的是累积在作物的可消耗部分中而对人体健康造成危害。茉莉酸这种激素在植物中比较常见，能在遇到危险的情况下影响植物产生抗性。因此，本文通过前期转录组分析和qPCR验证，在水稻组织中筛选出与敌草隆有剂效关系并受茉莉酸诱导上调的4个基因用于后续研究，其基因ID分别为LOC_Os08g39730、LOC_Os08g39694、LOC_Os01g72270、LOC_Os03g55240。本论文利用的是pPIC9K质粒，并在大肠杆菌DH5α感受态细胞中构建了原核表达载体。通过NCBI数据库（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/）、BLASTp工具和MEGA7软件构建了系统进化树。同时，通过PSIPRED、SWISS-MODEL、I-TASSER等平台对拟研究基因的二级结构、三级结构进行生物信息学分析，以期望预测其理化性质和生物学功能。分析结果表明研究基因属于植物CYP450家族，可能参与氧化还原、羧酸代谢等生物过程；而且由α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲组成的三级结构，通过SAVES（https://servicesn.mbi.ucla.edu/SAVES/）对预测模型进行质量评估，皆为合格。

上述结果为进一步研究在外源茉莉酸诱导下水稻P450基因对三氯生的解毒代谢机制奠定了基础。

关键词：茉莉酸， P450基因， 克隆， 生物信息学分析

Cloning Expression of Rice P450 Gene Induced by Jasmonic Acid

Abstract

Diuron is a widely used herbicide in agriculture. However, numerous experiments have proved that remaining diuron in the environment are extremely harmful to floar and fauna，as well as to microorganisms present in the soil, and even harm human health through the food chain. Jasmonic acid is a common plant hormone that can induce the resistance of higher plants to environmental stress. Therefore, through the preliminary transcriptome analysis and qPCR verification, four genes with increased expression in rice under the treatment of increased dose of diuron and exogenous jasmonic acid were selected for follow-up studies, namely LOC Os08g39730, LOC_Os08g39694, LOC_Os01g72270 , LOC_Os03g55240. This paper used of pPIC9K plasmid for the Construction of original Nuclear Expression Vector in E. coli DH5α competent cells. The NCBI database (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/) 、BLASTp tool and MEGA7 software constructed a phylogenetic tree. At the same time, the secondary and tertiary structure of the genes to be studied was carried out through the platforms of PSIPRED, SWISS - MODEL and I-TASSER in order to predict their physical and chemical properties and biological functions. The analysis results disclosured that the gene belongs to CYP450 family, which may be involved in redox, carboxylic acid metabolism and other biological processes. And a three-stage structure composed of a-helix, a-fold and an irregular curl is formed through the saves（https://servicesn.mbi.ucla.edu/SAVES/）.The quality evaluation of the prediction model is qualified.

These results laid the groundwork for further study of the metabolism mechanisms of the rice P450 gene for carbon trichloride induced by exogenous jasmine acid.

Keywords: jasmonic acid; P450 gene; cloning; Bioinformatics analysi

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文 献 综 述 1

1.1 茉莉酸的研究进展 1

1.1.1 茉莉酸的理化性质 1

1.1.2 茉莉酸的信号通路 1

1.1.3 茉莉酸功能的研究进展 2

1.2 敌草隆概述 2

1.3 P450酶系的研究概况 3

1.3.1 P450酶系的简介 3

1.3.2 P450酶系的功能 3

1.4 大肠杆菌表达系统的研究进展 3

1.4.1 大肠杆菌的概要和优势 3

1.4.2 大肠杆菌的表达载体 4

1.5 研究意义和目的 4

第二章 材料与方法 5

2.1实验材料 5

2.1.1 植物材料 5

2.1.2 菌株和载体 5

2.1.3 实验试剂 5

2.1.4实验仪器 6

2.2水稻种子萌发与幼苗的培养 6

2.2.1水稻种子萌发与幼苗的培养与处理 6

2.2.2水稻幼苗加药处理 7

2.3 CYP450目的基因克隆 8

2.3.1 水稻总RNA提取 8

2.3.2 第一链cDNA的合成 9

2.3.3 线性化载体制备 10

2.3.4 目的基因PCR扩增 10

2.3.5 扩增片段切胶回收 11

2.3.6 重组反应和产物转化 12

2.4水稻CYP450基因功能的生物信息学分析 14

2.4.1 系统发育树分析 14

2.4.2 蛋白质二级结构预测 14

2.4.3 蛋白质三级结构预测 14

第三章 结果与分析 15

3.1 转录组分析及qPCR验证结果 15

3.2 CYP450目的基因克隆分析 16

3.2.1 cDNA合成 16

3.2.2线性化载体制备 16

3.2.3目的基因PCR扩增及切胶回收 16

3.2.4重组产物鉴定电泳图 17

3.3 水稻CYP450基因功能的生物信息学分析结果 18

3.3.1水稻CYP系统发育图 18

3.3.2蛋白质二级结构预测 19

3.3.3蛋白质三级结构预测 20

参考文献 21

致谢 23

第一章 文 献 综 述

1.1 茉莉酸的研究进展

1.1.1 茉莉酸的理化性质

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