磷是植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素之一。全球林業(yè)生產(chǎn)中,土壤中有效磷的缺乏是妨礙林業(yè)產(chǎn)能的主要限制性因子。自然界里大部分樹種都能與外生菌根真菌建立了互利共生關(guān)系。這種共生關(guān)系一方面提高植物對礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收效率,另一方面作為回報外生真菌從植物身上獲得有機(jī)碳來完成真菌的生命活動。馬尾松(Pinus massoniana Lamb.),原產(chǎn)于我國南部地區(qū)的裸子植物針葉類,兼具經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的重要森林樹種之一。其主要分布在我國華中、華南和西南地區(qū),長江以南大部分區(qū)域的森林土壤普遍缺磷,是制約其商品材發(fā)展的主要因素之一。馬尾松是典型的外生菌根樹種,外生菌根真菌向植株運輸無機(jī)磷上有很大的貢獻(xiàn),然而這種現(xiàn)象背后的機(jī)制尚未完全清楚。其中磷轉(zhuǎn)運蛋白基因在磷的吸收和利用上發(fā)揮至關(guān)重要作用,但菌根化馬尾松磷轉(zhuǎn)運蛋白在耐低磷脅迫中的功能及調(diào)控機(jī)制尚未知曉。本文以接種彩色豆馬勃和美味牛肝菌的馬尾松為材料,研究不同處理后種子的萌發(fā)、幼苗生長狀況及生理生化特性等方面,探討低磷環(huán)境中外生菌根菌對馬尾松的促生作用;從低磷脅迫的菌根化馬尾松中克隆Pht1家族磷轉(zhuǎn)運蛋白基因,并分析其表達(dá)模式及相關(guān)生理特性;通過在煙草上的遺傳...

【文章頁數(shù)】：169 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略詞
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1 植物應(yīng)答磷脅迫的研究進(jìn)展
        1.1 低磷脅迫對植物的傷害
        1.2 低磷脅迫下植物的適應(yīng)性
            1.2.1 根系形態(tài)的變化
            1.2.2 土壤難溶性磷的活化利用
            1.2.3 磷轉(zhuǎn)運蛋白基因的表達(dá)和調(diào)控
            1.2.4 磷效率相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控
    2 ECM菌根應(yīng)用研究進(jìn)展
        2.1 ECM菌根概述
        2.2 ECM菌根的生理效應(yīng)
            2.2.1 改善植物營養(yǎng)
            2.2.2 促生激素合成
            2.2.3 提高植物抗病性
            2.2.4 提高植物抗逆性
        2.3 ECM菌根的生態(tài)效應(yīng)
            2.3.1 ECM與土壤環(huán)境的關(guān)系
            2.3.2 對污染的修復(fù)作用
            2.3.3 對群落演替和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響
    3 ECM菌根增強(qiáng)植物耐低磷能力的研究進(jìn)展
        3.1 擴(kuò)大磷吸收面積
        3.2 改變植株根系結(jié)構(gòu)
        3.3 影響酶活性及激素平衡
        3.4 改善根際土壤性狀
        3.5 菌根對磷轉(zhuǎn)運蛋白基因表達(dá)的影響
    4 馬尾松分子遺傳研究進(jìn)展
    5 選題目的、意義和技術(shù)路線
第二章 低磷脅迫下ECM真菌對馬尾松幼苗生長的影響
    1 材料與方法
        1.1 試驗材料
        1.2 主要試劑及儀器設(shè)備
        1.3 試驗方法
            1.3.1 菌劑制備及培育
            1.3.2 種子催芽及接種處理
            1.3.3 菌根顯微結(jié)構(gòu)觀察
            1.3.4 生長指標(biāo)測定
            1.3.5 生理生化指標(biāo)測定
    2 結(jié)果與分析
        2.1 ECM對根形態(tài)的影響
            2.1.1 菌根侵染狀況
            2.1.2 菌根化根系的解剖結(jié)構(gòu)
        2.2 ECM對馬尾松種子萌發(fā)的影響
        2.3 ECM對馬尾松幼苗生長發(fā)育的影響
            2.3.1 對幼苗生長量的影響
            2.3.2 對幼苗根系的影響
            2.3.3 生長指標(biāo)的相關(guān)性分析
        2.4 ECM對馬尾松幼苗生理生化的影響
    3 討論
        3.1 ECM促進(jìn)馬尾松幼苗的生長發(fā)育
        3.2 ECM改善馬尾松幼苗的生理特性
第三章 馬尾松磷轉(zhuǎn)運蛋白基因片段的克隆
    1 材料與方法
        1.1 試驗材料
        1.2 主要試劑及儀器設(shè)備
        1.3 試驗方法
            1.3.1 總RNA和cDNA的檢測
            1.3.2 簡并引物設(shè)計
            1.3.3 cDNA片段的克隆
            1.3.4 序列信息學(xué)分析
            1.3.5 內(nèi)參基因
            1.3.6 RT-PCR和QRT-PCR檢測
    2 結(jié)果與分析
        2.1 基因片段PmPs的克隆
        2.2 PmPs的比對分析
        2.3 PmPs的進(jìn)化關(guān)系
        2.4 PmPs時空表達(dá)特征
        2.5 PmPs表達(dá)的半定量分析
        2.6 PmPs表達(dá)的熒光定量分析
    3 討論
        3.1 磷轉(zhuǎn)運蛋白Pht1家族基因片段的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系
        3.2 馬尾松Pht1基因片段對磷濃度的響應(yīng)
第四章 PmPTs的全長克隆及菌根化植株的表達(dá)分析
    1 材料與方法
        1.1 試驗材料
        1.2 主要試劑及儀器設(shè)備
        1.3 實驗方法
            1.3.1 總RNA和SMARTer RACE引物
            1.3.2 cDNA第一鏈的合成
            1.3.3 RACE克隆
            1.3.4 生物信息學(xué)分析
            1.3.5 基因表達(dá)檢測
            1.3.6 生理指標(biāo)測定
    2 結(jié)果與分析
        2.1 磷轉(zhuǎn)運蛋白基因的全長克隆
            2.1.1 cDNA全長獲得
            2.1.2 PmPT1基因特征分析
            2.1.3 PmPT2基因特征分析
            2.1.4 PmPT3基因特征分析
            2.1.5 PmPT4基因特征分析
            2.1.6 PmPTs氨基酸同源性分析
            2.1.7 PmPTs進(jìn)化分析
        2.2 不同磷濃度對PmPTs表達(dá)的影響
            2.2.1 低磷環(huán)境中PmPTs時空表達(dá)特征
            2.2.2 PmPTs表達(dá)的半定量分析
            2.2.3 PmPTs表達(dá)的熒光定量分析
        2.3 不同磷濃度對植株的影響
            2.3.1 對植株磷含量的影響
            2.3.2 對根形態(tài)的影響
            2.3.3 對菌根化馬尾松生長的影響
    3 討論
        3.1 馬尾松Pht1磷轉(zhuǎn)運蛋白家族特征
        3.2 磷轉(zhuǎn)運蛋白對低磷脅迫的響應(yīng)
        3.3 外生菌根改善了馬尾松耐低磷能力
第五章 PmPT1植物表達(dá)載體的構(gòu)建及功能分析
    1 材料與方法
        1.1 試驗材料與主要試劑
        1.2 主要培養(yǎng)基配方
        1.3 主要儀器設(shè)備
        1.4 構(gòu)建PmPT1超量表達(dá)載體
        1.5 農(nóng)桿菌感受態(tài)的制備和轉(zhuǎn)化
        1.6 轉(zhuǎn)PmPT1超量表達(dá)基因煙草的獲得
        1.7 轉(zhuǎn)基因煙草低磷脅迫生理指標(biāo)的測定
    2 結(jié)果與分析
        2.1 PmPT1超量表達(dá)載體
            2.1.1 目的基因的PCR擴(kuò)增
            2.1.2 重組質(zhì)粒雙酶切檢測
            2.1.3 農(nóng)桿菌菌落PCR檢測
        2.2 轉(zhuǎn)PmPT1超量表達(dá)基因煙草獲得
            2.2.1 農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化煙草
            2.2.2 GUS組織化學(xué)染色
            2.2.3 轉(zhuǎn)基因PCR檢測
        2.3 超量表達(dá)PmPT1對煙草內(nèi)源Pht1家族基因表達(dá)的影響
        2.4 低磷條件下轉(zhuǎn)PmPT1對煙草生理特征的影響
    3 討論
        3.1 超量表達(dá)PmPT1促進(jìn)煙草內(nèi)源Pht1家族基因表達(dá)
        3.2 超量表達(dá)PmPT1基因煙草增強(qiáng)植株耐低磷能力
第六章 結(jié)論、創(chuàng)新與工作展望
    1 結(jié)論
    2 創(chuàng)新點
    3 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3826385