磷是植物生長發(fā)育所必需的大量元素之一,不僅參與組成DNA、RNA和磷脂等植物中多種重要的大分子有機(jī)物,也在植物的光合作用、呼吸作用和能量代謝等基礎(chǔ)生理代謝過程中起十分重要的作用。植物只能直接吸收利用可溶性無機(jī)磷（Pi）,但土壤中大部分磷素以有機(jī)磷或固定態(tài)無機(jī)磷的形式存在,因此土壤中的有效磷往往不能滿足植物的生長發(fā)育需要。為了應(yīng)對土壤有效磷缺乏,植物進(jìn)化出了一系列低磷適應(yīng)性反應(yīng)來維持自身的正常生長,包括改變根系構(gòu)型、形成菌根共生體、誘導(dǎo)高親和磷酸鹽轉(zhuǎn)運體、誘導(dǎo)分泌有機(jī)酸和酸性磷酸酶等多種生物學(xué)途徑,從而增加磷的吸收與利用,以維持體內(nèi)磷穩(wěn)態(tài)。其中植物受缺磷誘導(dǎo)的酸性磷酸酶不僅增加了土壤中能被植物吸收的無機(jī)磷含量,而且能夠加強(qiáng)植物內(nèi)部磷素的循環(huán)再利用。通過對水稻轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析,前期研究中我們發(fā)現(xiàn)酸性磷酸酶Os ACP1顯著受缺磷和Os PHR2的誘導(dǎo)表達(dá),說明該基因可能參與水稻的缺磷適應(yīng)性反應(yīng)。根據(jù)生物信息學(xué)分析,證實Os ACP1屬于鹵酸脫鹵素酶（haloacid dehalogenases,HAD）超家族成員,在不同作物中存在多個同源基因,目前對這些同源基因的研究發(fā)現(xiàn),多個成員受缺磷誘導(dǎo)... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略詞表(Abbreviation)
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 磷肥施用現(xiàn)狀與存在的問題
    1.2 高等植物應(yīng)對低磷脅迫的生理生化機(jī)制
    1.3 缺磷誘導(dǎo)酸性磷酸酶
    1.4 鹵酸脫鹵素酶(HAD)超家族概況
    1.5 缺磷誘導(dǎo)的磷脂代謝過程
        1.5.1 細(xì)胞內(nèi)有機(jī)磷組成及含量
        1.5.2 缺磷誘導(dǎo)的磷脂代謝過程
        1.5.3 HAD酸性磷酸酶在磷脂代謝過程中的作用
2 研究目的與研究內(nèi)容
    2.1 研究意義
    2.2 研究內(nèi)容
        2.2.1 OsACP1蛋白的亞細(xì)胞定位分析
        2.2.2 OsACP1及同源蛋白的酶活性特征分析
        2.2.3 OsACP1時空及組織特異性表達(dá)分析
        2.2.4 OsACP1超表達(dá)/突變體等材料創(chuàng)制及生理表型分析
        2.2.5 OsACP1超表達(dá)/突變體等材料生化分析
    2.3 技術(shù)路線
3 材料與方法
    3.1 實驗材料
        3.1.1 菌株
        3.1.2 水稻品種
        3.1.3 載體
    3.2 實驗方法
        3.2.1 感受態(tài)細(xì)胞的制備與轉(zhuǎn)化
        3.2.2 水稻轉(zhuǎn)基因方法
        3.2.3 OsACP1基因的生物信息學(xué)分析
        3.2.4 OsACP1基因的克隆與載體的構(gòu)建
        3.2.5 植物生長條件
        3.2.6 OsACP1基因的表達(dá)分析
        3.2.7 GUS染色及顯微鏡觀察
        3.2.8 GUS酶活測定
        3.2.9 重組蛋白的原核表達(dá)與純化
        3.2.10 OsACP1重組蛋白的酶學(xué)分析
        3.2.11 原生質(zhì)體的提取與轉(zhuǎn)化
        3.2.12 植物樣品中磷含量測定
        3.2.13 植物脂質(zhì)提取與測定
        3.2.14 統(tǒng)計方法
4 結(jié)果與分析
    4.1 OsACP1生物信息學(xué)分析
        4.1.1 OsACP1基因結(jié)構(gòu)分析
        4.1.2 OsACP1基因的啟動子分析
        4.1.3 OsACP1進(jìn)化樹構(gòu)建
    4.2 OsACP1基因的表達(dá)分析
        4.2.1 OsACP1在不同養(yǎng)分缺乏下的表達(dá)分析
        4.2.2 OsACP1在缺磷不同時間點的定量分析
        4.2.3 OsACP1基因組織表達(dá)分析
    4.3 OsACP1原核表達(dá)與蛋白純化
    4.4 OsACP1酶學(xué)特性分析
    4.5 OsACP1的亞細(xì)胞定位分析
    4.6 轉(zhuǎn)基因材料的分子鑒定
    4.7 OsACP1轉(zhuǎn)基因材料生理生化表型分析
        4.7.1 OsACP1超表達(dá)材料生長表型
        4.7.2 Os ACP1 CRISPR材料的生長表型
        4.7.3 OsACP1轉(zhuǎn)基因水稻磷脂組分分析
        4.7.4 OsACP1轉(zhuǎn)基因水稻農(nóng)藝性狀考察
5 討論
6 研究總結(jié)與展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 研究不足之處
    6.4 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄 :研究生階段主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Overexpression of OsPAP10a, A Root-Associated Acid Phosphatase, Increased Extracellular Organic Phosphorus Utilization in Rice[J]. James Whelan.  Journal of Integrative Plant Biology. 2012(09)
[2]Characterization of Two Putative Protein Phosphatase Genes and Their Involvement in Phosphorus Efficiency in Phaseolus vulgaris[J]. Cui-Yue Liang1,2,Zhi-Jian Chen1,Zhu-Fang Yao1,Jiang Tian1 and Hong Liao1 1State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-bioresources,Root Biology Center,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China 2Robert Holley Center for Agriculture and Health,United States Department of Agriculture,Agricultural Research Service,Cornell University,Ithaca,New York 14853,USA.  Journal of Integrative Plant Biology. 2012(06)
[3]我國主要作物磷肥利用率的研究進(jìn)展[J]. 程明芳,何萍,金繼運.  作物雜志. 2010(01)
[4]植物根構(gòu)型特性與磷吸收效率[J]. 嚴(yán)小龍,廖紅,戈振揚,羅錫文.  植物學(xué)通報. 2000(06)

博士論文
[1]水稻紫色酸性磷酸酶OsPAP10a和OsPAP10c的功能研究[D]. 陸玲鴻.浙江大學(xué) 2016
[2]甘藍(lán)型油菜磷高效的生理機(jī)制研究[D]. 張海偉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3197238