本文關鍵詞：一個擬南芥耐硒基因的克隆及功能分析

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【摘要】：硒是一種重要的微量元素,適量的硒能預防疾病、延緩衰老、抵抗多種外界脅迫對機體造成的損害,過量的硒則會有毒害作用,因此,探討植物對硒耐受機制,找出真正的植物耐硒關鍵因子具有重要的理論意義和實踐價值。本文從化學激活型XVE系統(tǒng)中篩選出功能缺失型突變體vse2,鑒定其對硒有一定的耐受性,通過Tail-PCR技術克隆該基因,并初步解析該基因調控硒耐受的分子機理。結果如下：1.從擬南芥XVE突變體庫中,篩選獲得耐硒突變體vse2,在30μM Na2SeO3和10μM p-estradio+30μM Na2SeO3的培養(yǎng)基中,突變體vse2均表現(xiàn)出耐硒性狀,說明突變體vse2對硒的耐受性與P-estradiol無關。2.利用Tail-PCR技術,克隆了擬南芥VSE2基因,該基因為TPS22(Atlg33750),編碼一個可能的萜類合成酶,T-DNA插入TPS22基因起始密碼子ATG下游第一個外顯子的第29個堿基處�；蛲葱院桶被嵝蛄斜葘Φ慕Y果顯示,TPS22基因有較高的保守性,并且與琴葉擬南芥有較高的相似性。3. TPS22基因在突變體vse2中表達量降低,說明該突變體是基因敲除型突變體。另外,TPS22基因在不同組織中表達量水平有差異性,在根中表達量最高,在花中表達量最低。4.硒脅迫下,突變體vse2根部和莖部組織中的硒含量均較WT低,同時檢測了磷轉運體HT1;1,發(fā)現(xiàn)PHT1;1在突變體vse2中的表達量也降低,推測突變體vse2體內積累較少的硒與其轉運體減少有關。5.硒代半胱氨酸甲基化轉移酶SMT基因在突變體vse2中的表達量較高,推測突變體vse2中硒代半胱氨酸轉變?yōu)槲谆腚装彼?減少了硒蛋白的毒性。6.硒脅迫下,突變體vse2中GPX1基因表達和GPX活性上升,說明突變體vse2清除脅迫產(chǎn)生的活性氧能力提高。7.硒脅迫下,當培養(yǎng)基中加入BSO時,突變體vse2對硒的耐受性消失；且突變體vse2中的GSH含量和GSH1基因表達量均升高,說明突變體vse2對硒的耐受性部分依賴GSH途徑。8.進一步檢測CTK含量和相關基因IPT, TPS25基因的表達量,發(fā)現(xiàn)硒脅迫下,CTK含量增加,同時IPT, TPS25基因的表達量上升,推測CTK含量上升,與相關基因IPT, TPS25表達量上升有關。9.耐硒突變體vse2對干旱、甘露醇、低溫脅迫敏感。綜上所述,TPS22基因介導硒耐受的分子機制可能是：1、硒脅迫下,突變體vse2中磷轉運體PHT1；1基因表達量降低,使得進入突變體中的硒較少,減少了過量的硒對植物的傷害。另外,突變體通過高水平的表達SMT和GPX基因,減少錯誤硒蛋白的插入,增強GPX活性,提高了突變體vse2清除H2O2能力,增加突變體對硒的耐受性。2、TPS22介導的硒耐受部分依賴GSH途徑。3、突變體TPSS基因的下調,引起異戊烯基轉移酶和萜類合酶相關基因的表達水平增強,使細胞分裂素含量上升,提高了突變體的抗逆能力。另外,TPS22基因下調,使得突變體vse2對干旱、低溫、滲透脅迫敏感。
【關鍵詞】：擬南芥 硒耐受性 TPS22基因
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q943.2
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-16
• 第一章 前言16-25
• 1.1 模式植物擬南芥16
• 1.2 正向遺傳學途徑與化學誘導激活XVE系統(tǒng)16-17
• 1.3 Tail-PCR克隆技術17
• 1.4 萜類合成酶與異戊烯基轉移酶17-19
• 1.4.1 萜類合成酶17-18
• 1.4.2 異戊烯基轉移酶18-19
• 1.5 植物硒研究進展19-23
• 1.5.1 硒對植物的作用19-21
• 1.5.2 植物對硒的吸收21
• 1.5.3 植物對硒的運輸、代謝途徑21-22
• 1.5.4 植物對硒耐受的機理22-23
• 1.6 植物抗干旱、低溫和滲透脅迫的研究進展23-24
• 1.6.1 植物抗干旱脅迫研究進展23
• 1.6.2 植物抗低溫脅迫研究進展23
• 1.6.3 植物抗?jié)B透脅迫研究進展23-24
• 1.7 本研究目的和意義24-25
• 第二章 材料與方法25-43
• 2.1 實驗材料25
• 2.2 生化試劑及藥品25-28
• 2.2.1 常用分子生物學試劑盒25
• 2.2.2 常用生化試劑25
• 2.2.3 常用溶液與試劑的配制方法和用量25-28
• 2.3 主要實驗儀器、設備28
• 2.4 實驗方法28-43
• 2.4.1 擬南芥的土壤培養(yǎng)28-29
• 2.4.2 擬南芥的培養(yǎng)皿培養(yǎng)29
• 2.4.3 根長與鮮重的測量29
• 2.4.4 擬南芥組織中Se含量測定29-30
• 2.4.5 擬南芥組織中GPX活性測定30
• 2.4.6 谷胱甘肽(GSH)含量的測定30-31
• 2.4.7 細胞分裂素含量的測定31-32
• 2.4.8 擬南芥DNA的提取(CTAB)方法32-33
• 2.4.9 Tail-PCR法克隆擬南芥耐硒基因33-36
• 2.4.10 Trizol法抽提擬南芥總RNA36
• 2.4.11 RT-PCR和QRT-PCR36-38
• 2.4.12 PCR引物設計38-39
• 2.4.13 擬南芥的雜交39-40
• 2.4.14 脯氨酸含量測定40-41
• 2.4.15 可溶性糖含量測定41-42
• 2.4.16 丙二醛含量測定42
• 2.4.17 實驗數(shù)據(jù)的分析與處理42-43
• 第三章 結果與分析43-64
• 3.1 耐硒突變體vse2的分離43-46
• 3.1.1 突變體vse2的分離43-44
• 3.1.2 土壤培養(yǎng)條件下的WT和突變體vse244-45
• 3.1.3 突變體vse2發(fā)芽率分析45-46
• 3.2 VSE2基因克隆46-48
• 3.2.1 Tail-PCR法克隆VSE2基因46-47
• 3.2.2 VSE2基因序列47
• 3.2.3 XVE載體插入位點分析47-48
• 3.3 TPS22基因結構與表達模式分析48-51
• 3.3.1 TPS22基因表達水平分析48-49
• 3.3.2 TPS22基因同源性分析和氨基酸序列比對49-51
• 3.3.4 基因表達模式分析51
• 3.4 TPS22基因調控硒耐受的機理分析51-57
• 3.4.1 突變體vse2的硒吸收轉運及代謝分析51-54
• 3.4.3 TPS22基因調控的硒耐受部分依賴GSH途徑54-56
• 3.4.4 TPS22基因與細胞分裂素56-57
• 3.5 突變體vse2對其他脅迫的響應57-64
• 3.5.1 突變體vse2對干旱脅迫的響應57-60
• 3.5.2 突變體vse2對低溫脅迫的響應60-61
• 3.5.3 突變體vse2對甘露醇脅迫的響應61-64
• 第四章 討論與展望64-66
• 參考文獻66-74
• 攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況74

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1 張洪征;程治軍;萬建民;;水稻白化突變體研究進展[J];生物技術通報;2013年11期

2 郭建秋;雷全奎;楊小蘭;馬雯;張向召;;植物突變體庫的構建及突變體檢測研究進展[J];河南農(nóng)業(yè)科學;2010年06期

3 張亞芳;潘存紅;李愛宏;湯雯;武茹;陳宗祥;許愛霞;潘學彪;;提高水稻插入突變體庫利用效率的嘗試[J];遺傳;2007年07期

4 羅志兵;張永軍;金凱;馬金成;王芯;裴炎;;球孢白僵菌T-DNA突變體庫的構建及高溫和高滲敏感型突變體的篩選(英文)[J];微生物學報;2009年10期

5 邢輝;楊亞麗;宋冠瑛;李美茹;姜華武;王洪利;吳國江;;航天誘變百脈根結瘤突變體的篩選[J];熱帶亞熱帶植物學報;2007年05期

6 黃曉群,趙海新,董春林,孫業(yè)盈,王平榮,鄧曉建;水稻葉綠素合成缺陷突變體及其生物學研究進展[J];西北植物學報;2005年08期

7 葛紹興;馬曉靜;林冬枝;董彥君;;一個新的水稻幼苗黃葉突變體的遺傳分析及其基因的初步定位[J];上海師范大學學報(自然科學版);2013年01期

8 何冰;劉玲瓏;張文偉;萬建民;;植物葉色突變體[J];植物生理學通訊;2006年01期

9 孫偉;王立豐;程治軍;遲德釗;馬曉崗;;一個新矮稈水稻突變體的光合特性研究[J];青海大學學報(自然科學版);2007年04期

10 申奧;蘇余燕;宋遠麗;欒維江;;兩個水稻葉片反向卷曲突變體的表型及遺傳分析[J];天津師范大學學報(自然科學版);2014年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何俊瑜;朱誠;蔣德安;陳靜;孫宗修;;水稻突變體對鎘的反應及其對鎘的積累、分配特性[A];中國植物生理學會第九次全國會議論文摘要匯編[C];2004年

2 林冬;朱誠;胡國成;孫宗修;;鎘脅迫下敏感水稻突變體的抗氧化應答[A];中國植物生理學會第九次全國會議論文摘要匯編[C];2004年

3 張亞芳;潘存紅;李愛宏;湯雯;武茹;陳宗祥;許愛霞;潘學彪;;提高水稻插入突變體庫利用效率的一點嘗試[A];江蘇省遺傳學會第七屆代表大會暨學術研討會論文摘要匯編[C];2006年

4 劉寶花;彭友良;;一個新的基因控制梨孢菌的菌落生長[A];中國植物病理學會2006年學術年會論文集[C];2006年

5 袁亮;郭威;周丹;陳功友;;水稻條斑病菌突變體庫的構建以及部分突變體的鑒別[A];第四屆中國植物細菌病害學術研討會論文集[C];2008年

6 佟星;吳寶美;趙波;葉劍;劉紅霞;曾潮武;濮紹京;萬平;;小豆突變體庫構建及突變體篩選[A];中國遺傳學會第八次代表大會暨學術討論會論文摘要匯編（2004-2008）[C];2008年

7 石春海;吳建國;周元飛;;水稻“9311”和“日本晴”植株和稻米突變體庫的構建[A];全國生物遺傳多樣性高峰論壇會刊[C];2012年

8 高榮村;胡勝武;郭學蘭;董彩華;劉勝毅;;擬南芥抗菌核病突變體的篩選[A];湖北省遺傳學會、江西省遺傳學會2006年學術年會暨學術討論會論文摘要集[C];2006年

9 倪永靜;胡新;任德超;李巧云;牛吉山;;國麥301突變體庫構建初報[A];中國作物學會2013年學術年會論文摘要集[C];2013年

10 朱傳鳳;吳家和;何朝族;;一個水稻半矮稈突變體的鑒定及其分子功能研究[A];全國植物分子育種研討會摘要集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 本報記者 劉洋;尋找“美麗的偶然”[N];東方煙草報;2014年

2 科綜;水稻“長生不老”可被制約[N];大眾科技報;2008年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 武磊;擬南芥CKRW1基因和GFC1基因的功能研究[D];蘭州大學;2015年

2 郭斐;利用半理性和理性策略對酶活性及手性選擇性的設計[D];浙江大學;2015年

3 師曉;水稻雄性不育突變體gsl5的基因克隆及不育機理研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

4 劉峰;煙草激活標簽突變體庫的構建與分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2014年

5 奉保華;水稻斑點葉突變體HM47的基因克隆與功能分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

6 徐萍;擬南芥突變體edt1根系發(fā)育的分子機制及pqt24-1耐百草枯機制研究[D];中國科學技術大學;2012年

7 錢平平;擬南芥甾醇調控氣孔發(fā)育和開花的研究[D];蘭州大學;2013年

8 王曉強;植物根際促生菌Lyc2和XW10的鑒定及抑菌機理研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2016年

9 譚炎寧;水稻溫敏雄性不育突變體T98S和葉色突變體grc2的鑒定、遺傳與利用研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學;2015年

10 高翔;擬南芥cat2突變體中葉片偏下性生長機理的研究[D];武漢大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于洋;水稻護穎外稃化突變體lemma-like sterile lemma(lsl)的遺傳分析與基因定位[D];西南大學;2015年

2 王丹霞;水稻yl1黃葉突變體的基因克隆與功能分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

3 張龍弟;水稻中一個葉尖枯突變體的圖位克隆及LTN2基因的功能分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

4 董青;兩個水稻黃綠葉基因的圖位克隆[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

5 查象敏;玉米抗蟲相關突變體的篩選及基因的初步定位[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

6 杜依聰;玉米表皮蠟質突變體glossy6的表型分析與基因克隆[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

7 梅家松;一個水稻黃綠葉突變體的鑒定與基因克隆[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

8 焦禹順;煙草香氣突變體鑒定及揮發(fā)性香氣成分分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

9 熊劍銳;中國蘭春劍隆昌素葉色突變體生理生化和光合特性研究[D];西南交通大學;2015年

10 程孝;水稻稃片白化突變體Ds插入位點與標記基因的分子鑒定[D];蘇州大學;2015年

，

本文編號：943195