毕业设计(论文)巴西橡胶树乙烯途径中抑制因子Ein3的western印迹.doc
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1、海南大学毕业论文(设计) 题 目: 巴西橡胶树乙烯途径中抑制因子 Ein3的western印迹 学 号: 20110101310079 姓 名: 年 级: 11 级 学 院: 农 学 院 系 别: 生 物 技 术 系 专 业: 生 物 技 术 指导教师: S 完成日期: 摘 要天然橡胶是一种非常重要的工业原料,也是经济建设和国防建设不可缺少的稀缺资源和战略物资,可以说它是现代经济的命脉,还是一种军事和外交资源并且直接关系到国家的经济和政治的稳定。世界上超过90%的天然橡胶是来自巴西橡胶树。因此对巴西橡胶树的研究有着极其重要的经济价值和战略作用。在巴西橡胶研究中发现对树干的机械损伤会对其乙烯途径
2、产生影响,而乙烯的排放量对排胶量有一定的影响,因此我们探究对叶片的损伤是否和对树干损伤一样对其乙烯途径产生影响。此实验通过刮伤叶片后不同时间的处理后提取叶片蛋白,而后通过特异性乙烯抗体的免疫印迹来检测刮伤对其乙烯途径的影响。在此过程中运用三种不同的方法测定叶片蛋白的浓度,并对其准确性进行对比分析。关键词:巴西橡胶、定蛋白、乙烯途径、免疫印迹目录摘要Abstract1前言1.1巴西橡胶及中国橡胶产业介绍1.2巴西橡胶的乙烯途径1.3转录核心调控因子EIN3/EIL11.4本研究的目的和意义2实验器材及试剂配方2.1实验器材2.2、试剂配方3方法步骤3.1材料处理3.2提蛋白3.3定蛋白浓度:3.
3、4十二烷基硫酸钠(SDS)-聚丙烯酰胺凝胶电泳3.5蛋白免疫印迹3.6显色鉴定4结果与分析4.1三种方法定蛋白及比较分析1前言1.1巴西橡胶及中国橡胶产业介绍 天然橡胶是经济建设和国防建设不可缺少的稀缺资源和战略物资,它与石油、铁矿石、有色金属并列为四种紧缺型工业原料,在生产地域和产品的性能上具有不可替代的作用。它是现代经济的命脉,还是一种军事和外交资源并且直接关系到国家的经济和政治的稳定。天然橡胶资源的安全对于国家经济的安全甚至国家的安全都具有非常重要的意义。目前我国天然橡胶资源供需缺口日趋扩大、进口依赖性日益增强、自给能力不断下滑等问题的存在,这对于我国经济发展和国防建设是极其危险的。保障
4、我国的天然橡胶资源的安全,事关中国经济的发展和稳定,对世界天然橡胶的安全保障也具有非常重要的意义。1.1.1原产地及我国的主要分布巴西橡胶的原产地在亚马逊河盆地,虽然巴西橡胶生长在整个亚马逊河盆地,但每公顷只能发现与其他树种极端混生少量的几株。经常被认为是扩大种植才引种到其他地方的,但是,病害也是其中很重要的原因。1中国植胶区地处热带和南亚热带地区,水热条件充沛,具有发展橡胶树的一定条件,特别是海南、云南的西双版纳等地,常年基本无霜,年均日照时数达到17 00一2400hr ,年均气温在19.5一23.0,最冷月均温也在15.0以上;年降雨量1500一2500mm,但干湿季节明显,11月至翌年
5、4月为旱季,5月一10月为雨季, 降雨量占全年的60一90%,相对湿度在80%以上,由于中国植胶区位于赤道以北18一24度,大大超过了世界植胶的热带地区(赤道以南10 度至赤道以北15度)的界限,是公认的不宜植胶地,主要问题是台风和低温两大自然灾害,对橡胶树的影响带来了一系列的问题。21.1.2巴西橡胶的分子研究进展 橡胶树的分子生物学在各方面的研究都取得了一系列的成果,但相对于模式植物和粮食等经济作物来说,橡胶树的分子生物学研究起步较晚,研究难度较大,研究明显滞后。目前,对于天然橡胶的生物合成途径虽有一定的了解,与橡胶树合成相关的一些基因也相继克隆,并研究它们的一些基本功能,但所报道克隆的c
6、DNA大都用异源同类基因从巴西橡胶树构建的cDNA文库获取,从巴西橡胶树克隆的新基因不多,难以从整体水平上解释胶乳再生的分子机制,此外橡胶树死皮病发生的分子机理的相关研究也有待深入。另外,分子标记技术在橡胶育种中的应用的研究,橡胶树的遗传转化体系完善的研究力度都有待进一步的加大。31.1.3我国橡胶的产业发展我国橡胶产业发展的战略定位是“巩固”、“提升”、“稳定”、“发展”。按照全国天然橡胶优势区域布局规划,科学合理地开展植胶生产,不断巩固现有产业基础。目前应做好做足现有生产技术执行和胶园管理工作,深刻理解领会橡胶树栽培技术规程和割胶技术规程,结合实际情况,制定更为细致可行的实施细则,力争做到
7、科学合理,稳步推进我国植胶业发展提升。41.2巴西橡胶的乙烯途径1.2.1乙烯的生物合成及其在植物生命活动中的作用在所有的维管植物生命活动中乙烯都是通过杨氏循环合成的,即S-腺苷甲硫氨酸被ACC合成酶所催化形成乙烯前体1-氨基环丙烷羧酸(ACC)。ACC被其氧化酶催化形成乙烯、HCN和二氧化碳。ACC合成酶(ACS)和ACC氧化酶是乙烯合成的关键所在。5 乙烯对植物的代谢调节是贯穿其整个生活周期的。首先,在种子萌发期,乙烯可以促进下胚轴膨胀变粗,使其容易破土而出;乙烯还对陆生植物茎的延伸有着抑制作用,可以使树干变得更粗以抵抗大风的侵袭,而对半水生植物茎的生长有很强的促进作用;它还可以帮助水淹植
8、物维持生命,还可以抵抗病菌对植物的侵袭;其次,在植物成熟期,乙烯可以影响植物的性别分化并促进其果实成熟;乙烯在叶片和花的衰老中亦起到重要的作用。乙烯最重要的生物学反应是黄化胚芽的三重反应:即茎杆的偏向水平生长、下胚轴膨胀变粗和顶端钩状芽弯曲的加剧。51.2.2植物伤害乙烯的产生切割、碰撞和擦伤等均可引起植物组织、器官的乙烯释放量的增加,这种增加释放的乙烯称之为伤害乙烯。6橡胶的割胶也是一种机械伤害,因此,橡胶割胶后会产生大量的伤害乙烯,增加了依稀的释放量。7除此之外,物理压力、昆虫或微生物的侵袭、化学处理、辐射、干旱和极端温度等也能刺激植物组织产生乙烯。对巴西橡胶树木质器官进行的锤击实验结果表
9、明,巴西橡胶树木质器官遭到机械创伤后与离体的组织器官一样,会产生伤害乙烯。81.3转录核心调控因子EIN3/EIL1乙烯途径信号转导的下游事件是发生在细胞核内的基因转录调控,由植物特有的核蛋白EIN3/EIL1所介导,EIN3是一个乙烯反应的正调控因子。9大部分与乙烯相关的生物学过程都通过核心转录因子EIN3/EIL1调控下游的靶基因来实现的。EIN3 编码一个由628个氨基酸组成的转录因子. EIN3/EIL1可以划分为3个基本的结构域: DNA 结合结构域(80-359aa)、二聚体化结构域(113-257aa)和C 端.101.4本研究的目的和意义 2实验器材及试剂配方2.1实验器材 -
10、20度冰箱、-80度冰箱、研钵、量筒、试剂瓶、烘箱、气浴锅、分析天平、各个量程的移液枪、通风橱、电泳仪、转膜仪、灭菌锅、制冰机、摇床、1.5ml试管、2.0ml试管、50ml离心管、微波炉、镊子、剪刀、培养皿、各个规格的枪头、离心机、分光光度计、真空干燥仪2.2、试剂配方(1)Esen fixing buffer (蛋白固定液) 异丙醇 25% 乙酸 10% 去离子水 65%(2)Esen staining buffer(蛋白染色液) 0.1% coomassie brilliant blue G250 dissolved in Esen fixing buffer(3)Protein ext
11、raction buffer(蛋白提取液) Tris-cl ph6.8 62.5mm Glycerin 20% SDS 2% Bromphend blue a little -merkapto ethanol 1%(4)SDS-PAGE 凝胶 10% 7ml 40% Acrylamid 1.75ml 1.5M Tris-cl ph8.8 1.9ml 10% SDS 70l 10% APS 70l ddH2O 3.25ml TEMED 7l 4% 2.5mll 40% Acrylamid 250l 1M Tris-cl ph6.8 630l 10% SDS 25l 10% APS 12.5l d
12、dH2O 1.90ml TEMED 5l(5)Loading buffer(上样缓冲液) SDS 10% w/v Glycerol 20% v/v Tris-cl ph6.8 0.02mM Bromphend blue 0.05% w/v -merkapto ethanol 10mM(6)Staining buffer(蛋白胶染色液) Methanol(甲醇) 91ml Acetate(冰醋酸) 18.4ml coomassie brilliant blue R250 0.8g H2O 91ml Distaining buffer I(蛋白脱色液) Methanol 50% Acetate 1
13、0% H2O 40% Distaining buffer II(蛋白脱色液) Methanol 30% Acetate 10% H2O 60%(7)TBST buffer Tris-cl ph7.5 50mM Nacl 150mM Tween-20 0.1%3方法步骤3.1材料处理 在温室中选取两株长势良好且叶片健康的巴西橡胶树,在两株橡胶树上各选取6片叶龄相、无虫咬痕的幼嫩叶片并标记。每片叶片都用镊子在其正反两面进行刮伤,刮伤完成之后两株各取一片用铝箔包裹保存于-80度冰箱。后面分别隔1h、4h、6h、12h、24h从两株橡胶树上取叶片铝箔包裹并标记后保存于-80度冰箱。取叶片的时间分别为2
14、014年3月18日9点、10点、13点、15点、21点、次日9点。(处理叶片及取叶片过程中必须戴手套操作且镊子需经过严格消毒)3.2提蛋白 取处理过的低温避光保存的叶片放入-20度预冷的陶瓷研钵中加入液氮沿一个方向快速研磨,待其研磨成粉末状时加入蛋白提取液继续研磨一定时间后,吸取沉淀装入2ml试管中,然后放入95度气浴锅中高温加速提取蛋白10min。提取完成后称其重量配平后在14000rpm的离心机中离心10min,离心完成后用移液枪吸取上清液于1.5ml试管中保存于-20度冰箱。其他几个时间处理按此步骤提取蛋白并-20度保存。3.3定蛋白浓度:3.3.1Bradford法 Bradford
15、法属于染料结合法, 即考马斯亮蓝G-250 在酸性溶液中呈红棕色,与蛋白质结合后转变为蓝色, 颜色深浅与蛋白浓度呈正比关系。Bradford 法法测定蛋白浓度的范围为31 .25 2 000 g/mL。影响Bradford 法的主要因素有甘油、乙酸、去污剂和一些碱性缓冲系统。13.3.2CBA法 BCA 法的测定原理为蛋白质价铜离子还原成亚铜离子, 后者在碱性溶液中与BCA 结合生成紫红色络合物。BCA 法标准蛋白浓度设置在20 1 000 g/mL 时r 值仍大于0.998。影响BCA 法测蛋白的主要因素有蔗糖、NH+4、尿素、EDTA。尿素和-巯基乙醇会干扰BCA 法的测定, 所以BCA
16、法不适于含有尿素和-巯基乙醇的变性液中蛋白含量的测定。23.3.3Esen method(1) 在高通量蛋白定性滤纸上画出1cm1cm的方格。(2) 配置浓度梯度为0.25mg/ml、0.5mg/ml、1.0mg/ml、2.0mg/ml的牛血清蛋白液,并准备0h、1h、4h、6h、12h、24h的样品蛋白液。(3) 在格子中心用移液枪滴加5l牛血清蛋白和蛋白样品,每个浓度和样品各两个格子,待其自然干燥。(4) 干燥后置于培养皿中,加入配置好的Esen fixing buffer在摇床上固定蛋白5min。(5) 弃去蛋白固定液后加入Esen staining buffer在摇床上染色15min。
17、(6) 染色后取出用开水冲洗两次,每次10min。(7) 待其风干后用剪刀沿染液边缘剪下放入2ml试管中,加入0.5%的SDS溶液1.5ml,放入55度气浴锅中煮1h。(8) 取恢复室温后的液体1ml在分光光度计中测OD612。(9) 记录数据并做标准曲线(相似度R0.99才能根据标准曲线进行蛋白浓度的计算。 3.4十二烷基硫酸钠(SDS)-聚丙烯酰胺凝胶电泳3.4.1分离胶灌制 按照试剂配方配置10%分离胶7ml,按电泳槽说明书组装凝胶电泳模具, 用移液枪吸取10%分离胶溶液, 沿隔板缓慢加入模具内中, 避免产生气泡,当加入的溶液至前玻璃板2cm 时即可停止.轻轻在分离胶溶液上加入一层15m
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