【摘要】：磷是植物的必要元素之一,缺磷使植物的生長活動受到影響。谷胱甘肽(Glutathione,GSH)是普遍存在于植物體內(nèi)的抗氧化劑,在植物抵抗低磷脅迫中起重要作用。GSH是植物細胞內(nèi)主要的還原性物質(zhì),其通過Asada-Halliwell的方式,有效清除植物生理生化活動產(chǎn)生的過多的活性氧,保護植物體內(nèi)生物大分子物質(zhì)免受活性氧的傷害。GSH是在γ-谷氨酰半骯氨酸合成酶(γ-ECS)和谷胱甘肽合成酶(hGSHS)的催化作用完成的,y-ECS和hGSHS分別由γ-ECS和hGSHS基因編碼。y-ECS和hGSHS基因表達量、γ-ECS和hGSHS酶活水平、GSH的含量之間相互作用來有效應(yīng)對逆境脅迫。植物絡(luò)合素(Phytochelatins,PC)是以GSH為反應(yīng)底物合成的,PC可由外界重金屬離子誘導(dǎo)產(chǎn)生,PC通過Cys上的硫基結(jié)構(gòu)與重金屬離子螯合以減少重金屬離子對植物的毒害作用。大豆中的GSH類物質(zhì)為谷胱丙肽(Homoglutataione,hGSH),hGSH幾乎具有GSH的所有功能;同樣大豆中的同源植物絡(luò)合素(Homophytochelatin,hPC)亦能實現(xiàn)PC的所有功能。篩選穩(wěn)定的內(nèi)參基因是實時熒光定量 PCR(Real-time quantitative PCR,RT-qPCR)的先決條件。本實驗以大豆耐低磷品種桂夏2號(GX2)和低磷敏感品種桂香1號(GX1)為材料,對大豆進行1/5 Hoagland全營養(yǎng)液和低磷(0.2μmol/L KH2P04)處理,收集2 d、4d、8d、12d和16d根尖和葉片為材料,采用GeNorm分析法、NormFinder分析法、BestKeeper分析法、ACt對比分析法和RefFinder分析法分析低磷脅迫下15個內(nèi)參基因(18sRNA,ACT,ATP,CYP,Ef1-α,Ef1-β,G6PDH,PE,PP2A,PSC,TIF,TUB,UNK1,UNK2,Letin)的穩(wěn)定性,并選用最穩(wěn)定的內(nèi)參基因計算不同磷脅迫時期γ-ECS和hGSHS的表達水平,同時運用分光光度法研究了不同磷脅迫時期γ-ECS和hGSHS的酶活力水平,使用液質(zhì)聯(lián)用法檢測了低磷脅迫下hGSH和hPCs的含量變化。結(jié)果:在所有樣品組中最穩(wěn)定性最好是PSC、18sRN和和TUB,穩(wěn)定性排在最后的是PE和CYP;低磷實驗組,穩(wěn)定性最好的是PP2A;空白組,ACT是最穩(wěn)定最好的內(nèi)參基因;葉片中顯示TIF穩(wěn)定性最好;根部顯示穩(wěn)定性最佳的是PE。根據(jù)TUB)計算y-ECS和hGSHS的相對表達量(Fold change,FC)。低磷脅迫下,GX1根部和葉部γ-ECS和hGSHS的相對表達量都隨著脅迫時間延長而呈現(xiàn)減少趨勢;GX2根部γ-ECS和hGSHS的相對表達量都隨著脅迫時間延長而增加;葉片中,γ-ECS的相對表達量亦呈現(xiàn)增加趨勢,而hGSHS的相對表達量則減少;GX2的根部和葉部γ-ECS和hGSHS的酶活力都隨脅迫時間的延長而上升,且根部上升的幅度要大于葉部,hGSH含量在GX2的根部和葉部也隨著脅迫時間的延長呈現(xiàn)增加趨勢;GX1中γ-ECS和hGSHS的酶活力和hGSH含量與GX2相比呈現(xiàn)相反趨勢;hPCn(n=2～11)在低磷脅迫下大豆兩個品種中根和葉中的含量基本為零。本實驗說明了 γ-ECS和hGSHS酶活水平提高、hGSH含量增加是大豆抵抗低磷脅迫的分子機制之一;γ-ECS和hGSH基因的與hGSH的合成存在相互調(diào)控的關(guān)系;谷胱丙肽合成酶基因表達差異可能是品種磷效率差異的原因。
[Abstract]:Phosphorus is one of the essential elements in plants. Phosphorus deficiency affects plant growth. Glutathione (Glutathione,GSH) is a common antioxidant in plants, which plays an important role in plant resistance to low phosphorus stress. Effectively scavenging excess reactive oxygen species from plant physiological and biochemical activities, Protection of Biomacromolecules from reactive oxygen species in plants. GSH was performed by the catalytic action of 緯 -glutamyl semidaminic acid synthase (緯 -ECS) and glutathione synthase (hGSHS), and hGSHS was encoded by 緯 -ECS and hGSHS genes. Y-ECS and hGSHS, respectively. The interaction between the level of 緯 -ECS and the level of hGSHS activity in response to stress was due to the expression of 緯 -ECS and the content of GSH. Plant complex hormone (Phytochelatins,PC) is synthesized by using GSH as the substrate. It can be induced by external heavy metal ions to produce PC. It chelates with heavy metal ions through the structure of sulfur group on Cys to reduce the toxic effect of heavy metal ions on plants. Glutathione (Homoglutataione,hGSH) hGSH has almost all the functions of GSH, and the homologous phytocomplexin (Homophytochelatin,hPC) in soybean can also perform all the functions of PC. Screening stable internal reference genes is a prerequisite for real-time quantitative PCR (Real-time quantitative PCR,RT-qPCR). In this experiment, soybean cultivar Guoxia 2 (GX2) and sensitive cultivar Guixiang 1 (GX1) were treated with 1 / 5 Hoagland total nutrient solution and 0. 2 渭 mol/L KH2P04 for 2 d, 4 d, 8 d, 12 d and 16 d, respectively. GeNorm analysis method was used to analyze the stability of 15 internal reference genes (18 s RNA-ACTT) CYPf1- 偽 Ef1- 尾 (G6PDHPEP), and the most stable internal reference genes were used to calculate the expression levels of 緯 -ECS and hGSHS in different phosphorus stress periods. The results showed that the stability of PP2An PSC-PSCTUBUNK1 and UNK2Letin was calculated by using the most stable internal reference gene under low phosphorus stress, and the stability of CYP1- 偽 Ef1- 偽 Ef1- 尾 (G6PDHP1- 尾) gene was calculated by using the most stable internal reference gene to calculate the expression level of 緯 -ECS and hGSHS in different phosphorus stress periods. At the same time, the enzyme activities of 緯 -ECS and hGSHS in different phosphorus stress periods were studied by spectrophotometry, and the changes of hGSH and hPCs contents under low phosphorus stress were detected by liquid-mass spectrometry. Results: among all the sample groups, the stability of PSC,18sRN and TUB, was the best, the stability of PE and CYP; was the lowest, the stability of PP2A; blank group was the most stable and the stability of PP2A; was the most stable and the stability of TIF was the best. The best indication of stability at the root is PE. The relative expression of y-ECS and hGSHS (Fold change,FC) was calculated according to TUB. Under low phosphorus stress, the relative expression of 緯 -ECS and hGSHS in roots and leaves of GX1 decreased with the prolongation of stress time. The relative expression of 緯 -ECS and hGSHS in root of GX2 increased with the prolongation of stress time. In leaves, the relative expression of 緯 -ECS also showed an increasing trend, while the relative expression of hGSHS decreased the activity of 緯 -ECS and hGSHS in roots and leaves of GX2 increased with the prolongation of stress time. The content of hGSH in the roots of GX2 increased with the prolongation of stress time. The activity of 緯 -ECS and hGSHS in GX1 and the content of hGSH in GX1 showed the opposite trend compared with that of GX2. The content of root and leaf in two soybean varieties was basically zero. The results showed that the increase of activity level of 緯 -ECS and hGSHS was one of the molecular mechanisms of soybean resistance to low phosphorus stress, and there was a mutual regulation between 緯 -ECS and hGSH genes and the synthesis of hGSH. The difference of glutathione synthase gene expression may be the reason for the difference of phosphorus efficiency.
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S565.1;Q943.2

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李紅,鄺炎華;植物磷脅迫蛋白和鐵脅迫蛋白研究進展[J];植物學(xué)通報;2001年05期

2 吳照輝;賀立源;嚴昶;門玉英;;低磷脅迫對水稻鐵、錳吸收和積累的影響[J];應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報;2010年02期

3 陳鈺;張乃明;;磷脅迫及磷高效基因型品種篩選研究進展[J];科技情報開發(fā)與經(jīng)濟;2007年27期

4 明鳳,婁玉霞,梁斌,沈大棱,葉鳴明,朱立煌;低磷脅迫下不同水稻品種根系吸收能力差異的生理與遺傳本質(zhì)[J];應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報;2002年05期

5 陳鈺;張乃民;;植物耐低磷脅迫研究進展[J];山西林業(yè)科技;2007年03期

6 莫鈺;林麗貞;鄭麗平;黃邦欽;;九龍江河-海系統(tǒng)夏季浮游植物磷脅迫研究[J];海洋與湖沼;2013年01期

7 李鍵;黃錦湖;洪滔;吳承禎;洪偉;;低磷脅迫對雷公藤幼苗葉片生理生化特性的影響[J];植物科學(xué)學(xué)報;2013年03期

8 王毅;植物耐低磷脅迫遺傳學(xué)研究策略[J];熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué);2004年02期

9 宋桂云;蘇雅樂;蘇慧;張麗娟;徐正進;王云;;田間低磷脅迫對沈農(nóng)265和遼粳294水稻產(chǎn)量性狀的影響[J];內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年06期

10 張斌;秦嶺;;植物對低磷脅迫的適應(yīng)及其分子基礎(chǔ)[J];分子植物育種;2010年04期

相關(guān)會議論文 前8條

1 裴臘明;楊愛芳;;低磷脅迫下轉(zhuǎn)TsVP基因玉米生理生化特性的初步研究[A];植物分子生物學(xué)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——全國植物生物學(xué)研討會論文摘要集[C];2010年

2 張文俊;江華;趙耀忠;朱曉海;劉安堂;;皮膚惡性黑色素瘤與良性痣基因表達差異的研究[A];第四屆華東六省一市整形外科學(xué)術(shù)會議暨2007年浙江省整形、美容學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2007年

3 楊勁松;鄭新民;陳詩書;;誘導(dǎo)PTPα表達24小時NIH3T3細胞基因表達差異的研究[A];中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)會第八屆會員代表大會暨全國學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2001年

4 趙春芳;張亞東;陳濤;趙慶勇;朱鎮(zhèn);周麗慧;姚姝;于新;王才林;;低磷脅迫下水稻苗期根長性狀的QTL定位[A];中國遺傳學(xué)會第九次全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編（2009-2013）[C];2013年

5 孟金萍;劉云波;張以河;孫淑華;王艷蓉;呂鳳柱;楊旭;;鉛暴露U251細胞基因表達譜改變及基因通路分析[A];實驗動物與藥理學(xué)、毒理學(xué)研究學(xué)術(shù)交流會論文匯編[C];2009年

6 李姣姣;梁翠月;廖紅;;低磷脅迫對大豆蘋果酸轉(zhuǎn)運子GmALMT家族的表達調(diào)控[A];2013全國植物生物學(xué)大會論文集[C];2013年

7 劉丹慧;陳少松;羅崇林;肖雪媛;何大澄;;一個在肺癌中缺失的基因的篩選與初步研究[A];中國細胞生物學(xué)學(xué)會2005年學(xué)術(shù)大會、青年學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2005年

8 賓曉農(nóng);譚敏;呂嘉春;蔣義國;陳家X;;基因芯片篩選BPDE轉(zhuǎn)化16HBE相關(guān)基因的研究[A];第五屆廣東省環(huán)境誘變劑學(xué)會暨第三屆廣東省預(yù)防醫(yī)學(xué)會衛(wèi)生毒理專業(yè)委員會學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前3條

1 吳一福;第四軍醫(yī)大學(xué)發(fā)現(xiàn)抑癌新基因[N];中國醫(yī)藥報;2008年

2 柯尊洪;基因技術(shù)在中藥研究中的作用[N];中國中醫(yī)藥報;2002年

3 王興 閆智勇 郝曉鋒;借助基因技術(shù)發(fā)展現(xiàn)代中藥[N];中國醫(yī)藥報;2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 孫麗超;擬南芥PHL2和PHR1共同調(diào)控對低磷脅迫的轉(zhuǎn)錄響應(yīng)[D];清華大學(xué);2015年

2 李倩;轉(zhuǎn)Nramp1基因克隆牛的研制[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

3 朱明庫;番茄SlNAC4和SlDEAD31基因在果實成熟及非生物脅迫響應(yīng)中的功能研究[D];重慶大學(xué);2015年

4 陳鵬程;人類分子相互作用在線資源及多物種的基因集功能關(guān)聯(lián)分析工具的建立[D];浙江大學(xué);2015年

5 孫占斌;粉紅螺旋聚孢霉67-1菌寄生相關(guān)基因的篩選與功能研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

6 韓洪強;控制茄子果型相關(guān)性狀關(guān)鍵基因的克隆及功能研究[D];上海交通大學(xué);2014年

7 王X;牦�；蚪M遺傳變異圖譜和高原適應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組研究[D];蘭州大學(xué);2015年

8 吳全金;‘白雞冠’茶樹響應(yīng)光調(diào)控的基因差異及理化特征分析[D];福建農(nóng)林大學(xué);2015年

9 王春麗;AML1/ETO陽性白血病APP基因的臨床意義、生物學(xué)功能及其作用機制研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2015年

10 高士剛;玉米彎孢葉斑病菌全基因組序列分析與致病性分化相關(guān)基因的研究[D];上海交通大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳玉連;低磷脅迫大豆RT-qPCR內(nèi)參基因的篩選及谷胱丙肽合成代謝酶的表達[D];廣西大學(xué);2017年

2 姜雪蓮;AM真菌泌出物在植物基礎(chǔ)代謝和響應(yīng)磷脅迫中的作用機制研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

3 高儼;小麥苗期根部低磷脅迫相關(guān)基因的克隆與功能分析[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

4 趙坤;不同基因型玉米幼苗對低磷脅迫的適應(yīng)機理[D];揚州大學(xué);2015年

5 汪攀;低磷脅迫下杉木根系形成通氣組織與磷利用效率的關(guān)系研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2015年

6 張武君;OsSUT5對水稻低磷脅迫適應(yīng)性的影響[D];福建農(nóng)林大學(xué);2014年

7 于新超;不同耐性番茄在低磷脅迫下的生理應(yīng)答及相關(guān)miRNA的表達分析[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

8 李榮坦;低磷脅迫對番茄根系生長及根際土壤微生物多樣性的影響[D];廣西大學(xué);2016年

9 孟醒;基于ITRAQ技術(shù)的大豆根響應(yīng)低磷脅迫的蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];華南農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

10 陳宇;低磷脅迫下不同玉米自交系幼苗的生長、磷素分配特征及相關(guān)響應(yīng)基因表達研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號：2201516