果樹是多年生植物,即使在重金屬含量較低的土壤中,其根系也會吸收和積累較多重金屬;鎘是環(huán)境中毒性最強,也是目前對我國耕地污染最嚴重的重金屬之一。蘋果是全球四大水果之一,其根系來自砧木。本研究以六種蘋果砧木(小金海棠、新疆野蘋果、嶗山柰子、八棱海棠、山定子和平邑甜茶)為試材,分析比較它們對鎘的吸收、轉(zhuǎn)運及耐受性,并從平邑甜茶分離克隆MhNRAMP1基因,探討轉(zhuǎn)MhNRAMP1酵母和蘋果愈傷組織對鎘的吸收和忍耐情況,結(jié)果表明:1.六種蘋果砧木Cd含量存在顯著差異,根系Cd含量遠遠高于地上部分。山定子地上部和根部Cd含量都最低,Cd²⁺吸收速率、轉(zhuǎn)運系數(shù)(Tf)最小,山定子中與鎘吸收相關(guān)基因MdZIPT1、MdIRT1和MdNRAMP1的表達量也低于其他砧木;新疆野蘋果中MdZIPT1、MdIRT1和MdNRAMP1的表達量最高,Cd²⁺吸收速率和積累量也最高。除了新疆野蘋果,其他5種砧木與對照相比向地上部轉(zhuǎn)運Cd²⁺相關(guān)基因MdHMA3的表達量都表現(xiàn)為下調(diào)。由此發(fā)現(xiàn)Cd脅迫下蘋果砧木幼苗對Cd²⁺吸收、積...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

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中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 鎘的毒害問題
    1.2 植物對鎘的耐性
        1.2.1 排斥作用
        1.2.2 螯合作用
        1.2.3 抗氧化作用
    1.3 植物對鎘的吸收和轉(zhuǎn)運
    1.4 與鎘吸收轉(zhuǎn)運相關(guān)的主要基因家族
    1.5 蘋果中鎘吸收及鎘脅迫反應(yīng)研究進展
    1.6 研究目的與意義
2 材料與方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 蘋果砧木和蘋果愈傷材料與處理
        2.1.2 菌株及載體
        2.1.3 酶、試劑盒及引物
        2.1.4 實驗儀器
        2.1.5 試劑和培養(yǎng)基的配制
    2.2 實驗方法
        2.2.1 RNA的提取及表達分析
        2.2.2 基因克隆
        2.2.3 構(gòu)建表達載體
        2.2.4 轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌感受態(tài)細胞
        2.2.5 酵母轉(zhuǎn)化
        2.2.6 煙草葉片瞬時轉(zhuǎn)化
        2.2.7 轉(zhuǎn)化蘋果愈傷組織
        2.2.8 生物信息學分析方法
        2.2.9 Cd2+流速測定
        2.2.10 利用ICP–MS測定鎘含量
        2.2.11 激光共聚焦觀察分析鎘含量
        2.2.12 根系活力及細胞死亡率測定
        2.2.13 丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)活性測定
        2.2.14 葉片葉綠素相對含量測定、H2O2 染色及含量測定
    2.3 數(shù)據(jù)處理
        2.3.1 鎘敏感系數(shù)
        2.3.2 鎘敏感系數(shù)標準化處理
        2.3.3 隸屬函數(shù)值
        2.3.4 權(quán)重
        2.3.5 綜合評價值
        2.3.6 轉(zhuǎn)運系數(shù)
3 結(jié)果與分析
    3.1 六種蘋果砧木鎘吸收和積累的差異性
        3.1.1 六種蘋果砧木根部Cd2+流速測定
        3.1.2 六種蘋果砧木對鎘的積累情況
        3.1.3 六種蘋果砧木的Cd轉(zhuǎn)運系數(shù)分析比較
        3.1.4 Cd吸收和轉(zhuǎn)運相關(guān)基因的表達分析
    3.2 六種蘋果砧木對鎘脅迫的耐性分析
        3.2.1 鎘對蘋果砧木根長、鮮重和干重的影響
        3.2.2 鎘對蘋果砧木根系活力的影響
        3.2.3 鎘對蘋果砧木根系細胞相對死亡率的影響
        3.2.4 鎘對蘋果砧木幼苗根系膜脂過氧化和抗氧化酶活性的影響
        3.2.5 鎘對六種蘋果砧木葉片H2O2 含量及葉綠素相對含量的影響
        3.2.6 六種蘋果砧木的鎘敏感系數(shù)比較
        3.2.7 六種蘋果砧木耐鎘性能的綜合評價
    3.3 平邑甜茶鎘吸收相關(guān)基因MhNRAMP1 的克隆與表達分析
        3.3.1 MhNRAMP1 基因全長的獲得
        3.3.2 MhNRAMP1 蛋白氨基酸序列分析
        3.3.3 MhNRAMP1 基因在煙草葉片的瞬時表達分析
        3.3.4 MhNRAMP1 基因的表達模式分析
    3.4 轉(zhuǎn)MhNRAMP1 基因的酵母對鎘的吸收和耐性分析
        3.4.1 過表達MhNRAMP1對Cd脅迫下酵母生長的影響
        3.4.2 過表達MhNRAMP1對Cd脅迫下酵母鎘積累的影響
    3.5 轉(zhuǎn)MhNRAMP1 基因的蘋果愈傷對的吸收和耐性分析
        3.5.1 轉(zhuǎn)MhNRAMP1 基因蘋果愈傷組織的篩選與鑒定
        3.5.2 超表達MhNRAMP1 對蘋果愈傷在鎘處理下生長的影響
        3.5.3 超表達MhNRAMP1 對蘋果愈傷在Cd脅迫下鎘離子吸收速率的影響
        3.5.4 超表達MhNRAMP1 對蘋果愈傷在Cd脅迫下鎘積累的影響
4 討論
    4.1 六種蘋果砧木對鎘的吸收和積累特性
    4.2 六種蘋果砧木耐鎘性評價
    4.3 MhNRAMP1 的克隆及功能鑒定
5 結(jié)論
參考文獻
附錄
致謝
攻讀學位期間發(fā)表論文情況



本文編號：3771208