鋅指蛋白GIS和ZFP5響應非生物脅迫的分子機理研究
發(fā)布時間：2023-12-09 08:11
大田作物在整個生長期中常常會受到多種環(huán)境脅迫的影響,如干旱、高鹽、冷害和高溫等。環(huán)境脅迫會影響植物光合、呼吸、養(yǎng)分轉運和多種物質代謝過程,其中干旱脅迫和鹽脅迫是造成農作物減產和限制作物產量的常見因素。植物在長期的進化過程中,形成了多種適應和抵抗機制。揭示植物適應和抵抗非生物脅迫的分子調控網絡,挖掘增強作物抗逆性的基因資源,可以為培育優(yōu)質、高產、抗逆的作物品種提供重要的理論依據和操作工具。C2H2型鋅指蛋白轉錄因子家族在植物的生長發(fā)育過程中有重要的生物學功能,廣泛參與植物葉的發(fā)育、花器官的形成、表皮毛的發(fā)育和分布以及逆境脅迫等生命過程。擬南芥C2H2型鋅指蛋白 GLABROUS INFLORESCENCE STEMS(GIS)、ZINC FINGER PROTEIN 5(ZFP5)等是調控植物表皮毛發(fā)育的關鍵轉錄因子。利用順式元件預測軟件分析GIS、ZFP5及其同源基因的上游序列,發(fā)現(xiàn)GIS、ZFP5的上游序列含有多個脅迫應答元件,說明GIS和ZFP5可能參與了植物對非生物脅迫的響應。因此,對GIS、ZFP5及其煙草中的同源蛋白NbGIS在鹽脅迫和滲透脅迫下的調控作用進行了研究。主要研究...
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
1.1 非生物脅迫對植物的影響
1.1.1 干旱脅迫對植物的影響
1.1.2 鹽脅迫對植物的影響
1.2 植物響應干旱脅迫和鹽脅迫的機制
1.2.1 形態(tài)機制
1.2.1.1 避逆性
1.2.1.2 御逆性
1.2.1.3 抗鹽機制
1.2.2 生理機制
1.2.2.1 滲透調節(jié)
1.2.2.2 活性氧穩(wěn)態(tài)
1.2.2.3 細胞膜穩(wěn)定性
1.2.2.4 植物激素
1.2.3 分子機制
1.2.3.1 信號轉導
1.2.3.2 轉錄調節(jié)
1.2.3.3 microRNA調節(jié)
1.2.3.4 ABA信號通路
1.2.3.5 NHX、SOS和HKT的作用
1.3 轉錄因子在非生物脅迫響應中的作用
1.3.1 轉錄因子的結構與功能
1.3.2 MYB轉錄因子
1.3.3 WRKY轉錄因子
1.3.4 NAC轉錄因子
1.3.5 C2H2型鋅指蛋白
1.3.5.1 C2H2型鋅指蛋白的結構與功能
1.3.5.2 C2H2型鋅指蛋白參與植物對干旱脅迫的響應
1.3.5.3 C2H2型鋅指蛋白參與植物對鹽脅迫的響應
1.4 本研究的主要內容、目的和意義
第二章 鋅指蛋白GIS參與擬南芥對非生物脅迫的響應
2.1 研究背景
2.2 實驗材料
2.2.1 植物材料與生長條件
2.2.2 突變體和過量表達株系的鑒定
2.3 實驗方法
2.3.1 脅迫處理
2.3.2 qRT-PCR
2.3.3 葉綠素含量測定
2.3.4 脯氨酸含量測定
2.3.5 SOD、CAT和POD活性的測定
2.3.6 超氧化物和H2O2的組織化學檢測
2.3.7 實驗數(shù)據分析
2.4 結果與分析
2.4.1 GIS參與植物對鹽脅迫和滲透脅迫的響應
2.4.2 鹽脅迫和滲透脅迫誘導GIS的表達
2.4.3 在鹽脅迫和滲透脅迫下GIS影響植物葉綠素和脯氨酸含量
2.4.4 GIS影響植物在鹽脅迫和滲透脅迫下CAT和POD的活性
2.4.5 GIS通過調節(jié)脅迫相關基因響應鹽脅迫和滲透脅迫
2.5 討論
第三章 鋅指蛋白ZFP5參與擬南芥對非生物脅迫的響應
3.1 研究背景
3.2 實驗材料
3.2.1 植物材料與生長條件
3.2.2 突變體和過量表達株系的鑒定
3.3 實驗方法
3.3.1 脅迫處理
3.3.2 qRT-PCR
3.3.3 葉綠素含量測定
3.3.4 脯氨酸含量測定
3.3.5 SOD、CAT和POD活性的測定
3.3.6 超氧化物和H2O2的組織化學檢測
3.3.7 實驗數(shù)據分析
3.4 結果與分析
3.4.1 ZFP5影響植物的鹽脅迫和滲透脅迫
3.4.2 鹽脅迫和滲透脅迫誘導ZFP5的表達
3.4.3 在鹽脅迫和滲透脅迫下ZFP5影響植物葉綠素和脯氨酸含量
3.4.4 在鹽脅迫和滲透脅迫下ZFP5影響CAT、SOD和POD活性
3.4.5 突變體和過量表達株系中逆境相關基因的表達水平
3.4.6 ABA誘導ZFP5的表達
3.5 討論
第四章 煙草同源基因NbGIS響應非生物脅迫
4.1 研究背景
4.2 實驗材料與方法
4.2.1 實驗材料與生長條件
4.2.2 脅迫處理
4.2.3 實驗數(shù)據分析
4.3 結果與分析
4.3.1 NbGIS影響植物對非生物脅迫的響應
4.4 討論
第五章 總結與展望
參考文獻
在學期間主要研究成果
本文編號：3871178
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
1.1 非生物脅迫對植物的影響
1.1.1 干旱脅迫對植物的影響
1.1.2 鹽脅迫對植物的影響
1.2 植物響應干旱脅迫和鹽脅迫的機制
1.2.1 形態(tài)機制
1.2.1.1 避逆性
1.2.1.2 御逆性
1.2.1.3 抗鹽機制
1.2.2 生理機制
1.2.2.1 滲透調節(jié)
1.2.2.2 活性氧穩(wěn)態(tài)
1.2.2.3 細胞膜穩(wěn)定性
1.2.2.4 植物激素
1.2.3 分子機制
1.2.3.1 信號轉導
1.2.3.2 轉錄調節(jié)
1.2.3.3 microRNA調節(jié)
1.2.3.4 ABA信號通路
1.2.3.5 NHX、SOS和HKT的作用
1.3 轉錄因子在非生物脅迫響應中的作用
1.3.1 轉錄因子的結構與功能
1.3.2 MYB轉錄因子
1.3.3 WRKY轉錄因子
1.3.4 NAC轉錄因子
1.3.5 C2H2型鋅指蛋白
1.3.5.1 C2H2型鋅指蛋白的結構與功能
1.3.5.2 C2H2型鋅指蛋白參與植物對干旱脅迫的響應
1.3.5.3 C2H2型鋅指蛋白參與植物對鹽脅迫的響應
1.4 本研究的主要內容、目的和意義
第二章 鋅指蛋白GIS參與擬南芥對非生物脅迫的響應
2.1 研究背景
2.2 實驗材料
2.2.1 植物材料與生長條件
2.2.2 突變體和過量表達株系的鑒定
2.3 實驗方法
2.3.1 脅迫處理
2.3.2 qRT-PCR
2.3.3 葉綠素含量測定
2.3.4 脯氨酸含量測定
2.3.5 SOD、CAT和POD活性的測定
2.3.6 超氧化物和H2O2的組織化學檢測
2.3.7 實驗數(shù)據分析
2.4 結果與分析
2.4.1 GIS參與植物對鹽脅迫和滲透脅迫的響應
2.4.2 鹽脅迫和滲透脅迫誘導GIS的表達
2.4.3 在鹽脅迫和滲透脅迫下GIS影響植物葉綠素和脯氨酸含量
2.4.4 GIS影響植物在鹽脅迫和滲透脅迫下CAT和POD的活性
2.4.5 GIS通過調節(jié)脅迫相關基因響應鹽脅迫和滲透脅迫
2.5 討論
第三章 鋅指蛋白ZFP5參與擬南芥對非生物脅迫的響應
3.1 研究背景
3.2 實驗材料
3.2.1 植物材料與生長條件
3.2.2 突變體和過量表達株系的鑒定
3.3 實驗方法
3.3.1 脅迫處理
3.3.2 qRT-PCR
3.3.3 葉綠素含量測定
3.3.4 脯氨酸含量測定
3.3.5 SOD、CAT和POD活性的測定
3.3.6 超氧化物和H2O2的組織化學檢測
3.3.7 實驗數(shù)據分析
3.4 結果與分析
3.4.1 ZFP5影響植物的鹽脅迫和滲透脅迫
3.4.2 鹽脅迫和滲透脅迫誘導ZFP5的表達
3.4.3 在鹽脅迫和滲透脅迫下ZFP5影響植物葉綠素和脯氨酸含量
3.4.4 在鹽脅迫和滲透脅迫下ZFP5影響CAT、SOD和POD活性
3.4.5 突變體和過量表達株系中逆境相關基因的表達水平
3.4.6 ABA誘導ZFP5的表達
3.5 討論
第四章 煙草同源基因NbGIS響應非生物脅迫
4.1 研究背景
4.2 實驗材料與方法
4.2.1 實驗材料與生長條件
4.2.2 脅迫處理
4.2.3 實驗數(shù)據分析
4.3 結果與分析
4.3.1 NbGIS影響植物對非生物脅迫的響應
4.4 討論
第五章 總結與展望
參考文獻
在學期間主要研究成果
本文編號：3871178
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