【摘要】：綠色植物作為地球上的主要生產(chǎn)者,通過光合作用提供源源不斷的能量,基于光合作用同化方式的不同可將植物分為C_3植物,C_4植物和CAM植物。C_4植物在進(jìn)化上具有更高效的二氧化碳固定模式,具有更高效的光合速率。C_4植物在其生理結(jié)構(gòu),基因表達(dá)等方面都具有特殊性。對典型C_4植物光合作用加以研究可以更深入地了解C_4光合調(diào)控網(wǎng)絡(luò),借鑒現(xiàn)有已經(jīng)研究的C_4植物光合生理特征和差異基因表達(dá)改造C_3植物是提高C_3植物光合效率的有效手段。豬毛菜作為典型的C_4模式植物,構(gòu)建豬毛菜再生體系是進(jìn)行其光合作用研究的基礎(chǔ)工作。本實(shí)驗(yàn)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)初步探究了本地豬毛菜和珍珠豬毛菜再生體系的建立。實(shí)驗(yàn)主要從激素配比,培養(yǎng)基種類,外植體的選擇等方面進(jìn)行了初步探究。在豬毛菜愈傷組織培養(yǎng)方面,通過各種激素配比,外植體的選擇,培養(yǎng)基種類等方面的探究,得出6-BA與2,4-D為培養(yǎng)愈傷組織的最佳組合,珍珠豬毛菜在6-BA為0.5 mg/l,2,4-D為2.5 mg/l時(shí)愈傷組織形成率高達(dá)84.6%,本地豬毛菜在6-BA為0.5 mg/l,2,4-D為2.0 mg/l時(shí)愈傷組織形成率為88%。在植物組織愈傷組織分化方面,主要在8 h/16 h光照條件下各種激素配比組合及濃度梯度方面進(jìn)行了研究。結(jié)果并未分化出幼苗,而是出現(xiàn)了5種不同的愈傷組織狀態(tài),值得進(jìn)一步探究的是在激素配比為6-BA 0.2 mg/l,NAA 0.1 mg/l的MS培養(yǎng)基上分化出了根。水稻作為典型的C_3植物,提高水稻產(chǎn)量是應(yīng)對糧食安全問題的必要要求。在水稻中嘗試C_4相關(guān)的光合酶,是提高其光合效率的有效手段之一;開發(fā)水稻組織特異性啟動子可以為完成轉(zhuǎn)基因特異性表達(dá)提供有效的工具。本課題從兩個(gè)方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。一是從海島棉中克隆獲得保衛(wèi)細(xì)胞特異性啟動子——GbSLSP啟動子,并構(gòu)建了GUS表達(dá)載體,轉(zhuǎn)化到水稻,在T_1代陽性植株中采用葉片GUS染色的方法檢測到了在水稻葉片保衛(wèi)細(xì)胞中GUS基因的表達(dá),但是表達(dá)量微弱;二是把擬南芥AtβCA6過量表達(dá)載體轉(zhuǎn)化水稻。在T_1代陽性植株中利用PCR技術(shù)篩選得到轉(zhuǎn)化成功的多個(gè)過表株系,隨機(jī)選取三個(gè)過表株系,對其T_2在RNA水平上進(jìn)行βCA6的半定量檢測。結(jié)果表明,過表株系中都檢測到了βCA6的表達(dá)。隨后對轉(zhuǎn)基因水稻的植株進(jìn)行生理測定,與野生型相比,凈光合速率略有提高,呼吸速率略有下降,但差異不顯著。植株地上地下部分的干鮮重、株高等生理指標(biāo)無明顯區(qū)別。
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：Q943.1;S511
【圖文】：

第一部分文獻(xiàn)綜述合作用研究進(jìn)展物作為生物圈的主要生產(chǎn)者，將無機(jī)物和二氧化碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，為其了能量可以分為兩個(gè)相關(guān)過程：產(chǎn)生活躍能量狀態(tài) ATP 和 NADPH 的成的暗反應(yīng)[1]�；谥参锏墓夂献饔冒捣磻�(yīng)中二氧化碳的固定方式，植種方式。在這其中 C3植物所占比重最大，C3物種約占所有高等植物物 5％，CAM 物種占剩余的 10％[2]，C3，C4和 CAM 植物的光合特性差物和蔬菜，如大米，小麥，菠菜，番茄，蘋果，桃和桉樹等；C4植物如玉米和甘蔗；CAM 植物包括菠蘿和龍舌蘭[3]。無論哪種光合同化模碳均和 RuBP 相互結(jié)合，產(chǎn)生兩個(gè) 3-磷酸甘油酸分子（見圖 1-1），該過

山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文環(huán)境的適應(yīng)能力和對脅迫的響應(yīng)能力，保證植物的正常生長[52]。氣孔運(yùn)動受到光，植物CO2濃度、空氣相對濕度、干旱、臭氧等的調(diào)控[53]。當(dāng)植物所處環(huán)境發(fā)生改變會激活陰道，導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞的膜上發(fā)生去極化現(xiàn)象，隨著離子通道的激活，氣孔逐步關(guān)閉。在擬南二氧化碳濃度的升高和 ABA 激素的調(diào)控是激活陰離子導(dǎo)致氣孔關(guān)閉的主要因素[54,55]，所示。氣孔的精細(xì)調(diào)節(jié)特性還有亟待解決的問題，從調(diào)控氣孔的開關(guān)入手，提高植物光合已成為國內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。

6.2 GbSLSP 組織特異性啟動子研究從海島棉中分離到GbSLSP啟動子，富含AAAG序列，是海島棉一種絲氨酸蛋白酶基游的993bp大小片段。在該片段中369bp為UTR區(qū)域，剩余624bp序列為該啟動子核心區(qū)用生物信息分析顯示含有1個(gè)TATA-box，10個(gè)與轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)的核心順式作用元件序列（AAAG，993bp長度的啟動子驅(qū)動表達(dá)的GUS或GFP在轉(zhuǎn)基因擬南芥和煙草的保衛(wèi)細(xì)胞中表達(dá)，如圖1-3所示。通過改變啟動子長度從而調(diào)整所含核心順式作用元件AAAG數(shù)量，當(dāng)還有7個(gè)該順式作用元件時(shí)，該啟動子驅(qū)動的GUS染色活性最強(qiáng)，當(dāng)僅含3個(gè)該元件時(shí)動的表達(dá)活性最弱。UTR區(qū)域也在調(diào)控該啟動子在保衛(wèi)細(xì)胞中特異性表達(dá)起重要作用。造不同長度的UTR區(qū)域，啟動子驅(qū)動的GUS表達(dá)活性也有所不同，在完全缺失UTR 的株系中，GUS表達(dá)活性幾乎完全喪失且保衛(wèi)細(xì)胞表達(dá)特性也不復(fù)存在[103]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 聞志彬;張杰;張明理;;中國特有種天山豬毛菜的地理分布及潛在分布區(qū)預(yù)測[J];植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào);2016年01期

2 陳兆騫;陳熙;張煒;;不同啟動子在水稻懸浮細(xì)胞中誘導(dǎo)外源基因的表達(dá)[J];江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2014年06期

3 李盟;高亦珂;;植物組織培養(yǎng)新技術(shù)研究進(jìn)展[J];廣東農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年03期

4 梁稱福;;植物組織培養(yǎng)研究進(jìn)展與應(yīng)用概況[J];經(jīng)濟(jì)林研究;2005年04期

5 許鳳芹,劉桂茹,楊學(xué)舉;植物組織培養(yǎng)研究進(jìn)展[J];河北農(nóng)業(yè)科學(xué);2005年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 蔣春云;擬南芥碳酸酐酶βCA6功能研究[D];山東師范大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王俊惠;蒿葉豬毛菜光合碳同化途徑的適應(yīng)性進(jìn)化研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2017年

2 趙家磊;C_4綜合癥發(fā)育遺傳機(jī)制[D];山東師范大學(xué);2015年

3 丁永前;組培苗微生態(tài)環(huán)境中CO_2控制的研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2000年

本文編號：2787199