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专利号: 2020115804701
申请人: 桂林理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于调控胁迫植物基因表达的化学调控剂的筛选方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:选择待筛选化学调控剂,以植物幼苗中对污染物敏感的胁迫植物基因表达为基础数据,运用传统植物毒理学手段,先经不同化学调控剂处理植物幼苗,再将植物幼苗进行短期模式污染物胁迫,然后测定植物幼苗的胁迫植物基因的表达量,用于批量、快速筛选化学调控剂;

步骤2:构建化学调控剂调节胁迫植物基因表达的调节反应类型集ai={a1,a2,...,ai},i=1,2,...,i,构建化学调控剂调节胁迫植物基因表达的调节水平集bj={b1,b2,b3,b4,b5},j=1,2,3,4,5,基于化学调控剂调节胁迫植物基因表达的调节反应类型集ai和化学调控剂调节胁迫植物基因表达的调节水平集bj构造局势集Si,j,局势集Si,j中有i×j个局势;

步骤3:待筛选化学调控剂的调控效果通过抑制胁迫植物基因表达、抵抗污染物对植物生长的影响进行表征,各个待筛选化学调控剂的调控效果构成待筛选化学调控剂的调控效果集G={g1,g2,...,gi};基于调控效果集G与化学调控剂调节胁迫植物基因表达的调节水平bj得到待筛选化学调控剂的测度算式rbj(gi);

步骤4:基于步骤3得到的测度算式rbj(gi)与局势集Si,j的比值,共同构成待筛选化学调(Σ) (Σ)控剂对胁迫植物基因表达调控效力的预测矩阵D ;通过预测矩阵D 的预测结果,筛选出对污染物具有优化调控效力的化学调控剂;

步骤2中,所述化学调控剂调节胁迫植物基因表达的调节水平集bj的构建方法,具体为:

无化学调控剂作用的植物幼苗在含有污染物的溶液中暴露3天,通过qRT‑PCR测量对污染物敏感的植物相关基因即胁迫植物基因的表达量,无化学调控剂作用的植物幼苗得到的胁迫植物基因表达量取平均值,作为指标值control,并且计算指标值control响应的标准差SD,然后以指标值control和响应的标准差SD构成的Control±SD和Control±3SD作为标准阈值,通过污染物暴露条件下待筛选化学调控剂作用植物幼苗后的胁迫植物基因表达作为靶向目标指标值,与标准阈值进行比较,将污染物暴露条件下待筛选化学调控剂作用植物幼苗后的胁迫植物基因表达的调节水平分为b1、b2、b3、b4、b5五种水平;

所述调节水平分为b1、b2、b3、b4、b5五种水平,分别为:

b1:靶向目标指标值<Control‑3SD,表明污染物暴露条件下待筛选化学调控剂对胁迫植物基因有极大的抑制作用;

b2:靶向目标指标值<Control‑SD,表明污染物暴露条件下待筛选化学调控剂对胁迫植物基因有一般的抑制作用;

b3:靶向目标指标值=Control,表明污染物暴露条件下待筛选化学调控剂对胁迫植物基因没有影响;

b4:对应的靶向目标指标值>Control+SD,表明污染物暴露条件下待筛选化学调控剂对胁迫植物基因有一般的促进作用;

b5:靶向目标指标值>Control+SD,表明污染物暴露条件下待筛选化学调控剂对胁迫植物基因有极大的促进作用;

步骤3中,所述待筛选化学调控剂的测度算式rbj(gi)如下所示:

步骤4中,所述基于步骤3得到的测度算式rbj(gi)与局势集Si,j的比值,共同构成待筛选(Σ)化学调控剂对胁迫植物基因表达调控效力的预测矩阵D ,具体为:通过计算步骤3得到的测度算式rbj(gi)与局势集Si,j的比值,得到各待筛选化学调控剂在各个调节水平bj下的预测元dij,进而由各预测元dij构成某一待筛选化学调控剂对胁迫植物基因表达调控效力的预(k)测矩阵D ,k为待筛选化学调控剂的个数,并由某一待筛选化学调控剂对胁迫植物基因表(k)达调控效力的预测矩阵D 经求和得到待筛选化学调控剂对胁迫植物基因表达调控效力的(Σ) (Σ) (Σ) (Σ) (∑) (∑) (k)预测矩阵D ,其中D =(dij ),dij =rbj(gi) /Si,j,rbj(gi) =Σrbj(gi) /N,N为目标个数;

(Σ)

步骤4中,所述通过预测矩阵D 的预测结果,筛选出对污染物具有优化调控效力的化(Σ) (Σ)学调控剂,具体为:通过预测矩阵D 的预测结果,筛选出预测矩阵D 中的行最佳局势和(Σ)列最佳局势,综合排列得到的行最佳局势和列最佳局势,得到预测矩阵D 中最佳局势排列(Σ)次序,进而预测出预测矩阵D 中各待筛选化学调控剂对胁迫植物基因表达的抑制或促进(Σ)作用,进而筛选出预测矩阵D 中抑制胁迫植物基因表达的待筛选化学调控剂作为对污染物具有优化调控效力的化学调控剂。

2.根据权利要求1所述的基于调控胁迫植物基因表达的化学调控剂的筛选方法,其特征在于,步骤1中,所述测定植物幼苗的胁迫植物基因的表达量,具体为:将经短期模式污染物胁迫的植物幼苗的根部和叶部分别洗净,经冷冻研磨成粉末,并对研磨的粉末进行qRT‑PCR测量,得到植物幼苗的胁迫植物基因表达量。

3.根据权利要求2所述的基于调控胁迫植物基因表达的化学调控剂的筛选方法,其特征在于,所述qRT‑PCR测量,具体为:使用超纯RNA提取试剂盒提取样品的总RNA,提取的总RNA纯度为1.8~2.0,然后用含有DNase I的反转录试剂盒进行cDNA的第一链合成,采用SYBR green I染料法进行qRT‑PCR测量,反转录形成cDNA的浓度为1.0μg/20ml;对反转录形成的cDNA选定20个基因用PrimerPremier5.0设计引物,用BIO‑Rad CFX96定量PCR仪对选定的20个基因进行基因表达分析。