枸杞抗鹽種質(zhì)資源篩選與抗鹽基因的克隆鑒定
發(fā)布時(shí)間:2020-12-27 08:51
作為西北荒漠和鹽堿地治理的先鋒植物和建群植物,枸杞以其優(yōu)越的防風(fēng)固沙、改良土壤和改善生態(tài)環(huán)境等生態(tài)效益,以及食用、營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值等近年來得到人們的熱切關(guān)注。為了解決鹽堿地改良中枸杞種質(zhì)的合理選擇問題,本研究在探究20份枸杞種質(zhì)資源對(duì)鹽脅迫生理響應(yīng)的基礎(chǔ)上,結(jié)合主成分分析和聚類分析等統(tǒng)計(jì)軟件,確定了不同枸杞種質(zhì)的抗鹽性強(qiáng)弱,建立了一套簡(jiǎn)便可靠的枸杞抗鹽種質(zhì)資源篩選評(píng)價(jià)體系。使用RACE方法克隆了枸杞的HKT1、NHX1和SOS1基因,并對(duì)其做了生物信息學(xué)分析,驗(yàn)證了三個(gè)抗鹽基因在枸杞中的表達(dá)特點(diǎn),在此基礎(chǔ)上將抗鹽基因轉(zhuǎn)入擬南芥做后續(xù)抗鹽鑒定。取得結(jié)果如下:(1)通過對(duì)300m MNaCl處理下20個(gè)枸杞種質(zhì)葉片中K+/Na+、葉綠素、甜菜堿、丙二醛、GSH含量和細(xì)胞膜相對(duì)透性等生理指標(biāo)和三個(gè)抗鹽基因HKT1、NHX1和SOS1的表達(dá)量分析,使用主成分分析和聚類分析相結(jié)合的方法,將10個(gè)抗鹽相關(guān)的生理指標(biāo)降維為具有代表性的4個(gè)新主成分。利用主成分分析結(jié)果對(duì)20個(gè)枸杞種質(zhì)抗鹽能力進(jìn)行排序,由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?黑果枸杞>寧杞2號(hào)>北方枸杞&...
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
NHX1結(jié)構(gòu)示意圖(Yamaguchietal.2003)
/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類離子轉(zhuǎn)運(yùn)體,植物體內(nèi)還有 HKT 類離子轉(zhuǎn)運(yùn)導(dǎo) Na+在木質(zhì)部裝載和卸載,或在韌皮部中再循環(huán)排出葉莖皮層物 Trk/Ktr/HKT 類轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族基因由簡(jiǎn)單的 K+通道 KcsA 發(fā)展a+運(yùn)輸或 Na+/K+運(yùn)輸,維持 K+/ Na+穩(wěn)態(tài),參與植物耐逆境脅迫(Yi et al. 2015)。高親和力鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(high-affinity potassium,能夠促進(jìn)植物細(xì)胞質(zhì)膜中 K+、Na+等一價(jià)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn),對(duì)高等持植物地上部分特別是葉片中的低濃度 Na+和高 K+/Na+具有 2014; Waters et al. 2013; Uozumi et al. 2012)。Henderson 等(201 Garriga 等(2016)已經(jīng)證明了小麥、擬南芥、玉米等植物中的能夠?qū)⒛举|(zhì)部維管束中的 Na+轉(zhuǎn)運(yùn)到其他部位來增加鹽脅迫耐受T1 蛋白由 4 個(gè)高度保守的重復(fù)跨膜結(jié)構(gòu)域跨膜-環(huán)-跨膜(PMP)-酪氨酸-甘氨酸(GYG)序列,Henderson 等(2018)和 Zhang 蛋白融合到 GFP 上在煙草中表達(dá)發(fā)現(xiàn)其定位在細(xì)胞質(zhì)膜上,而細(xì)表達(dá)。HKT1 轉(zhuǎn)運(yùn)體在結(jié)構(gòu)上由 8 個(gè)跨膜段和 4 個(gè)孔隙形成回路rson et al. 2018),F(xiàn)階段將 HKT1 蛋白分為兩個(gè)亞類:第一類 H
第一章 文獻(xiàn)綜述 入根表皮和皮層細(xì)胞(圖 1-3)(Demidchik et al. 2007),誘導(dǎo)膜去極化,激活 K+外整流通道(outward rectifier channels,KOR),使通過 K+內(nèi)向整流通道(inwardrectifyirectifie channels,IOR)的 K+減少而抑制 K+被動(dòng)吸收(Shabala et al. 2008)。鹽脅迫成的滲透壓力導(dǎo)致細(xì)胞失水和細(xì)胞膨壓減少,從而活化機(jī)械敏感性受體激酶環(huán)化酶cGMP 快速積累。細(xì)胞內(nèi) cGMP 的積累可以產(chǎn)生兩種效應(yīng),一種是通過 NSCC 通道去化阻止 Na+流入細(xì)胞內(nèi)或者激活環(huán)核苷酸門孔通道(cyclic nucleotide gated channels,CNGC)釋放 Ca2+信號(hào),允許大量 Ca2+進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)(Donaldson et al. 2004);另一種透應(yīng)對(duì)機(jī)制是減少高滲透壓誘導(dǎo)的質(zhì)膜定位蛋白 1(OSCA1)的增加,負(fù)責(zé)提高 Ca2+流入以應(yīng)對(duì)滲透壓力(Ismail et al. 2017)。這兩種機(jī)制在鹽脅迫誘導(dǎo)的滲透信號(hào)和誘Ca2+流入的作用機(jī)制還有待驗(yàn)證(Julkowska et al. 2015)。胞質(zhì)內(nèi) Na+的初始增加發(fā)生
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鹽脅迫對(duì)枸杞(Lycium barbarum)葉片生理的影響[J]. 張?chǎng)├?劉玉冰,劉立超. 中國(guó)沙漠. 2018(02)
[2]植物耐鹽評(píng)價(jià)方法綜述[J]. 郭遠(yuǎn),王文成,徐穎瑩,孫宇,郭艷超,胡愛雙,李欣明. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(23)
[3]鹽脅迫下寧夏枸杞根系Na+、K+平衡及抑制劑對(duì)其影響的研究[J]. 朱志明,毛桂蓮,許興,王盛,鄭蕊,楊淑娟. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2017(06)
[4]NaCl脅迫對(duì)黑果枸杞葉片生理指標(biāo)的影響[J]. 張榮梅,馬彥軍. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]不同果色枸杞鮮果品質(zhì)性狀分析及綜合評(píng)價(jià)[J]. 趙建華,述小英,李浩霞,鄭慧文,尹躍,安巍,王亞軍. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(12)
[6]不同品種枸杞果實(shí)功能營(yíng)養(yǎng)成分比較分析[J]. 述小英,尹躍,安巍,李越鯤,趙建華,王俊儒. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]Remediation of saline–sodic soil with flue gas desulfurization gypsum in a reclaimed tidal flat of southeast China[J]. Yumei Mao,Xiaping Li,Warren A.Dick,Liming Chen. Journal of Environmental Sciences. 2016(07)
[8]枸杞幼苗對(duì)NaCl處理的生理響應(yīng)(英文)[J]. 齊延巧,王建友,王琴,王偉,李新燕,廖康. Agricultural Science & Technology. 2016(06)
[9]不同枸杞種質(zhì)間品質(zhì)比較與分析[J]. 劉儉,張波,秦墾,黃婷,周璇,戴國(guó)禮. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2015(01)
[10]黑果枸杞資源分布及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值[J]. 韓麗娟,葉英,索有瑞. 中國(guó)野生植物資源. 2014(06)
碩士論文
[1]不同濃度NaCl脅迫對(duì)5個(gè)種源黑果枸杞葉片生理特性的影響[D]. 張榮梅.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào):2941451
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
NHX1結(jié)構(gòu)示意圖(Yamaguchietal.2003)
/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類離子轉(zhuǎn)運(yùn)體,植物體內(nèi)還有 HKT 類離子轉(zhuǎn)運(yùn)導(dǎo) Na+在木質(zhì)部裝載和卸載,或在韌皮部中再循環(huán)排出葉莖皮層物 Trk/Ktr/HKT 類轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族基因由簡(jiǎn)單的 K+通道 KcsA 發(fā)展a+運(yùn)輸或 Na+/K+運(yùn)輸,維持 K+/ Na+穩(wěn)態(tài),參與植物耐逆境脅迫(Yi et al. 2015)。高親和力鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(high-affinity potassium,能夠促進(jìn)植物細(xì)胞質(zhì)膜中 K+、Na+等一價(jià)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn),對(duì)高等持植物地上部分特別是葉片中的低濃度 Na+和高 K+/Na+具有 2014; Waters et al. 2013; Uozumi et al. 2012)。Henderson 等(201 Garriga 等(2016)已經(jīng)證明了小麥、擬南芥、玉米等植物中的能夠?qū)⒛举|(zhì)部維管束中的 Na+轉(zhuǎn)運(yùn)到其他部位來增加鹽脅迫耐受T1 蛋白由 4 個(gè)高度保守的重復(fù)跨膜結(jié)構(gòu)域跨膜-環(huán)-跨膜(PMP)-酪氨酸-甘氨酸(GYG)序列,Henderson 等(2018)和 Zhang 蛋白融合到 GFP 上在煙草中表達(dá)發(fā)現(xiàn)其定位在細(xì)胞質(zhì)膜上,而細(xì)表達(dá)。HKT1 轉(zhuǎn)運(yùn)體在結(jié)構(gòu)上由 8 個(gè)跨膜段和 4 個(gè)孔隙形成回路rson et al. 2018),F(xiàn)階段將 HKT1 蛋白分為兩個(gè)亞類:第一類 H
第一章 文獻(xiàn)綜述 入根表皮和皮層細(xì)胞(圖 1-3)(Demidchik et al. 2007),誘導(dǎo)膜去極化,激活 K+外整流通道(outward rectifier channels,KOR),使通過 K+內(nèi)向整流通道(inwardrectifyirectifie channels,IOR)的 K+減少而抑制 K+被動(dòng)吸收(Shabala et al. 2008)。鹽脅迫成的滲透壓力導(dǎo)致細(xì)胞失水和細(xì)胞膨壓減少,從而活化機(jī)械敏感性受體激酶環(huán)化酶cGMP 快速積累。細(xì)胞內(nèi) cGMP 的積累可以產(chǎn)生兩種效應(yīng),一種是通過 NSCC 通道去化阻止 Na+流入細(xì)胞內(nèi)或者激活環(huán)核苷酸門孔通道(cyclic nucleotide gated channels,CNGC)釋放 Ca2+信號(hào),允許大量 Ca2+進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)(Donaldson et al. 2004);另一種透應(yīng)對(duì)機(jī)制是減少高滲透壓誘導(dǎo)的質(zhì)膜定位蛋白 1(OSCA1)的增加,負(fù)責(zé)提高 Ca2+流入以應(yīng)對(duì)滲透壓力(Ismail et al. 2017)。這兩種機(jī)制在鹽脅迫誘導(dǎo)的滲透信號(hào)和誘Ca2+流入的作用機(jī)制還有待驗(yàn)證(Julkowska et al. 2015)。胞質(zhì)內(nèi) Na+的初始增加發(fā)生
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鹽脅迫對(duì)枸杞(Lycium barbarum)葉片生理的影響[J]. 張?chǎng)├?劉玉冰,劉立超. 中國(guó)沙漠. 2018(02)
[2]植物耐鹽評(píng)價(jià)方法綜述[J]. 郭遠(yuǎn),王文成,徐穎瑩,孫宇,郭艷超,胡愛雙,李欣明. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(23)
[3]鹽脅迫下寧夏枸杞根系Na+、K+平衡及抑制劑對(duì)其影響的研究[J]. 朱志明,毛桂蓮,許興,王盛,鄭蕊,楊淑娟. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2017(06)
[4]NaCl脅迫對(duì)黑果枸杞葉片生理指標(biāo)的影響[J]. 張榮梅,馬彥軍. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]不同果色枸杞鮮果品質(zhì)性狀分析及綜合評(píng)價(jià)[J]. 趙建華,述小英,李浩霞,鄭慧文,尹躍,安巍,王亞軍. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(12)
[6]不同品種枸杞果實(shí)功能營(yíng)養(yǎng)成分比較分析[J]. 述小英,尹躍,安巍,李越鯤,趙建華,王俊儒. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]Remediation of saline–sodic soil with flue gas desulfurization gypsum in a reclaimed tidal flat of southeast China[J]. Yumei Mao,Xiaping Li,Warren A.Dick,Liming Chen. Journal of Environmental Sciences. 2016(07)
[8]枸杞幼苗對(duì)NaCl處理的生理響應(yīng)(英文)[J]. 齊延巧,王建友,王琴,王偉,李新燕,廖康. Agricultural Science & Technology. 2016(06)
[9]不同枸杞種質(zhì)間品質(zhì)比較與分析[J]. 劉儉,張波,秦墾,黃婷,周璇,戴國(guó)禮. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2015(01)
[10]黑果枸杞資源分布及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值[J]. 韓麗娟,葉英,索有瑞. 中國(guó)野生植物資源. 2014(06)
碩士論文
[1]不同濃度NaCl脅迫對(duì)5個(gè)種源黑果枸杞葉片生理特性的影響[D]. 張榮梅.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào):2941451
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