【摘要】：汞作為毒性較大的重金屬,對(duì)植株的生長(zhǎng)損害程度較為嚴(yán)重。水稻作為重要的糧食作物,受到汞毒害會(huì)產(chǎn)生矮化、不育甚至死亡等重要的表型變異,于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極為不利。水稻受到重金屬汞毒害的生物學(xué)響應(yīng)及基因表達(dá)變化,仍是研究非生物脅迫的熱點(diǎn)之一。本實(shí)驗(yàn)采取優(yōu)良品種一目惚正常植株和組織培養(yǎng)后的再生植株作為實(shí)驗(yàn)材料,分別進(jìn)行0.25mM HgCl_2溶液進(jìn)行脅迫處理生長(zhǎng),于不同時(shí)間采用表型觀測(cè)和實(shí)時(shí)熒光定量PCR的方法,研究水稻受到汞脅迫及其恢復(fù)期內(nèi)部分基因表達(dá)變化。表型觀測(cè)結(jié)果顯示,汞脅迫對(duì)于植株的正常生長(zhǎng)有較大抑制作用,在脅迫過(guò)程中逐漸出現(xiàn)葉黃卷曲甚至枯死狀態(tài),再生苗與正常植株相比未能表現(xiàn)出較大優(yōu)勢(shì)。在經(jīng)歷恢復(fù)正常生長(zhǎng)的過(guò)程中,一目惚因其優(yōu)良的品質(zhì)特性表現(xiàn)出一定的恢復(fù),但仍與正常生長(zhǎng)的植株相比有較大差異。基因表達(dá)檢測(cè)結(jié)果顯示,汞脅迫對(duì)于正常植株和再生植株具有不同程度的影響,且同一家族的不同基因的基因表達(dá)也不盡相同。相比于正常生長(zhǎng)植株,經(jīng)組織培養(yǎng)后得到的再生植株對(duì)于各基因的表達(dá)量變異程度較大。組織培養(yǎng)使得植株的基因表達(dá)出現(xiàn)部分下調(diào)現(xiàn)象,其中DNA甲基化調(diào)控相關(guān)基因MET1-1、CMT3表現(xiàn)較為突出。在整個(gè)汞脅迫及去除脅迫恢復(fù)生長(zhǎng)的過(guò)程中,恢復(fù)第一周的植株對(duì)于各個(gè)基因的基因表達(dá)量相對(duì)較高,此時(shí)的表觀遺傳調(diào)控發(fā)揮較大作用。水稻一目惚是各項(xiàng)綜合指標(biāo)均表現(xiàn)優(yōu)異的品系,因此分析傳統(tǒng)育種下它在汞脅迫下生長(zhǎng)的分子機(jī)制,能夠初步了解水稻一目惚抗重金屬汞的抗性能力,并為選育品種提供理論幫助。
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S511;X503.231
【圖文】：

圖 1-1 處理后的水稻植株與對(duì)照水稻植株相比較表現(xiàn)的生長(zhǎng)抑制[14](效果主要表現(xiàn)在水稻植株的高度以及根的長(zhǎng)度)Fig. 1-1 The growth inhibition of the treated rice plant was compared with that of the control rice plant[14](the effect was mainly shown in the height of the rice plant and the length of the root).注: A: 銅處理的低濃度和高濃度; B: 鎘處理的低濃度和高濃度; C: 鉻處理的低濃度和高濃度;D: 汞處理的低濃度和高濃度;每種處理含有兩種濃度: 低濃度 50 m/L、高濃度 1000 m/L, 標(biāo)準(zhǔn)尺度為 5 cm; CO 為對(duì)照植株Note:A: Cu treatment; B: Cd treatment; C: Cr treatment; D: Hg treatment；each treatment contains two concentrations:lowconcentration 50 m/L and high concentration 1000 m/L; Scale bar=5 cm; CO: control plant在以上這四種重金屬中，鎘是較為特殊的重金屬，它隨水稻生長(zhǎng)中所需的營(yíng)養(yǎng)元素一同轉(zhuǎn)運(yùn)[16]。據(jù)有關(guān)研究表明，水稻植株在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段時(shí)，主要是以主動(dòng)吸收的方式被運(yùn)輸進(jìn)水稻的籽粒中。而鎘離子則是從水稻根部吸收進(jìn)入水稻植株內(nèi)[17]，與其他礦物元素進(jìn)入方式相同。鎘進(jìn)入其中的途徑主要有兩種：一種是通過(guò)根表皮細(xì)胞膜的運(yùn)輸?shù)鞍仔问降诙N是從植株根表皮間隙自由擴(kuò)散進(jìn)入其中。重金屬的污染會(huì)對(duì)植株根系的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生重要的影響，但是對(duì)于不同類型的植物的應(yīng)答各不相同，而且濃度也是一個(gè)主要影響因素。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)[18,19]，低濃度是可以促進(jìn)

大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜因?yàn)楣餐?jìng)爭(zhēng)磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)子，因此磷酸鹽和砷酸鹽彼此之間存在拮抗效應(yīng)的作用機(jī)理較五價(jià)砷則更為直接，主要通過(guò)植物根部細(xì)胞膜上的水通道蛋白[23]被吸收（圖 1-2）[24]。除無(wú)機(jī)砷外，土壤中還存在著少許的有機(jī)砷。如：甲基砷，過(guò)自由擴(kuò)散作用少量進(jìn)入植株內(nèi)，從而影響植株生長(zhǎng)發(fā)育。

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