鋁毒脅迫下大豆根部的生理和表達(dá)譜特征及耐鋁毒相關(guān)MATE基因的功能分析
發(fā)布時(shí)間:2021-07-18 14:36
鋁是地殼中最豐富的金屬元素,同時(shí)也是土壤無(wú)機(jī)礦物的主要元素。當(dāng)土壤pH<5.0時(shí),固定態(tài)的鋁就轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙獾腁l3+離子狀態(tài),微摩爾水平的Al3+在幾分鐘內(nèi)即可對(duì)植物造成毒害,而且pH越低,鋁的溶解性越大,對(duì)植物造成的毒害也越大。鋁毒害誘導(dǎo)脂質(zhì)氧化物及過(guò)氧化物產(chǎn)物生成,影響細(xì)胞間物質(zhì)運(yùn)輸,破壞根尖細(xì)胞的正常伸長(zhǎng)和發(fā)育,進(jìn)而抑制主根和側(cè)根伸長(zhǎng)。因此,鋁毒害已成為影響作物產(chǎn)量的限制因素之一。大豆(Glycine max(L.)Merr.)是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,為人類提供優(yōu)質(zhì)蛋白和油脂。然而南方酸性土壤的鋁毒害嚴(yán)重影響了大豆的產(chǎn)量。目前關(guān)于大豆耐鋁毒基因及其耐鋁毒機(jī)制的報(bào)道非常有限。因此,挖掘大豆中優(yōu)異的耐鋁基因并鑒定其功能,探索大豆耐鋁毒的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò),將為大豆分子育種提供重要的基因資源和理論依據(jù)。本研究采用前期鑒定的耐鋁(KF)和感鋁(GF)兩個(gè)大豆品種為材料,通過(guò)芯片技術(shù)和生物信息學(xué)分析,鑒定了參與大豆耐鋁毒相關(guān)的代謝通路及關(guān)鍵候選基因。利用qRT-PCR技術(shù)對(duì)關(guān)鍵耐鋁毒候選基因的大豆九個(gè)組織中的表達(dá)情況,結(jié)果表明這些基因在不同的亞家族中的組織表達(dá)模式差別轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)合植...
【文章來(lái)源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:155 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-3本研究的技術(shù)路線圖??Fig.?1-3?Experimental?design?of?this?study??
??1.2.10數(shù)據(jù)處理??用Origin9.0軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、統(tǒng)計(jì)分析及作圖。差異顯著性分析釆用??excel?的?Student's?t?test。??2結(jié)果與分析??2.1鋁毒脅迫對(duì)大豆幼苗的影響??2.1.1鋁毒脅迫對(duì)大豆萌發(fā)和根長(zhǎng)的影響??根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室前人的研究,處理大豆適宜的鋁濃度為25^M,為了探討不同鋁處??理濃度是否影響大豆萌發(fā)和根伸長(zhǎng),設(shè)置了?3個(gè)濃度梯度,分別為對(duì)照0及12.5、25、??50jxM,對(duì)其發(fā)芽天數(shù),發(fā)芽率,根長(zhǎng)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測(cè)量,結(jié)果如圖2-1,0、12.5、25^M??的鋁處理發(fā)芽率為100%,?5(VM的為99%,無(wú)明顯差別。發(fā)芽長(zhǎng)度有明顯差別,對(duì)照??和各個(gè)鋁處理下KF的根長(zhǎng)都顯著高于GF。為了消除品種間的差異,用根長(zhǎng)比用衡量??鋁處理的影響,結(jié)果顯示在鋁處理濃度為12.5^M時(shí)兩個(gè)品種間差異顯著,在25pM??差異極顯著。說(shuō)明低濃度的鋁處理對(duì)大豆萌發(fā)天數(shù)和萌發(fā)率影響較小,但會(huì)顯著抑制??大豆根的伸長(zhǎng),特別是感鋁品種。但超過(guò)一定濃度(50PM)時(shí),鋁處理對(duì)兩個(gè)品種??的伸長(zhǎng)顯著抑制。??B'〇〇?£^°r?■,??On?L...SBH???HI??^???0?0-?^?????〇.〇???^????0?12.5?25?50?0?12.5?25?50?12.5?25?50??A1?concentration(|xM)??圖2-1不同濃度的A1C13處理對(duì)不同大豆品種萌發(fā)和根長(zhǎng)的影響??S:?GF,T:?KF;?X軸代表處理濃度(pM)?A:種子發(fā)芽率;B:在不同鋁濃度下兩個(gè)品種根長(zhǎng);??C:鋁處理下根長(zhǎng)與對(duì)照的比
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大豆耐鋁毒候選基因GmSTOP1的克隆與表達(dá)分析[J]. 叢亞輝,王婷婷,柳聚閣,王寧,高萌萌,李艷,蓋鈞鎰. 作物學(xué)報(bào). 2015(12)
[2]NO和H2O2對(duì)大豆幼苗鋁毒害的緩解效應(yīng)及其相互作用[J]. 宋洪明,邢承華,吳坤,王芳妹,何貞泉,蔡妙珍. 環(huán)境科學(xué)研究. 2014(09)
[3]鋁脅迫對(duì)花生根系生長(zhǎng)和生理特性的影響[J]. 徐芬芬,程詩(shī)雨,田玉清. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(09)
[4]噴施IAA對(duì)紫花苜蓿幼苗鋁毒害的緩解作用[J]. 任曉燕,周鵬,安淵. 草業(yè)科學(xué). 2014(07)
[5]外源IAA增強(qiáng)丹波黑大豆抗鋁性的生理機(jī)制[J]. 王平,陳東杰,李昆志,陳麗梅,陳宣欽,年洪娟,陳奇. 西北植物學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]NO和H2O2誘導(dǎo)大豆根尖和邊緣細(xì)胞耐鋁反應(yīng)的作用[J]. 王芳妹,蔡妙珍,張淑娜,王寧,李華飛,胡雪娜,虞舒航. 植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(09)
[7]鋁處理對(duì)桔梗種子萌發(fā)和幼苗生理的影響[J]. 祝麗香,王建華,房信勝,王勇,郝俊凱,馬偉偉,焦天穎. 中國(guó)中藥雜志. 2010(24)
[8]鋁對(duì)小麥根尖細(xì)胞壁過(guò)氧化物酶活性和過(guò)氧化氫含量的影響[J]. 李剛,徐芳杰,蔣思絲,章永松,林咸永. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2010(04)
[9]生物芯片技術(shù)及其應(yīng)用研究[J]. 王穎. 科學(xué)教育. 2010(01)
[10]淺談我國(guó)南方大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展策略[J]. 王利群,趙政文,李立. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009(05)
博士論文
[1]基于潘那利番茄漸滲系發(fā)掘干旱脅迫響應(yīng)基因及功能分析[D]. 弓鵬娟.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]我國(guó)大豆種質(zhì)資源耐鋁毒性的變異、遺傳與基因定位的研究[D]. 齊波.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3289771
【文章來(lái)源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:155 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-3本研究的技術(shù)路線圖??Fig.?1-3?Experimental?design?of?this?study??
??1.2.10數(shù)據(jù)處理??用Origin9.0軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、統(tǒng)計(jì)分析及作圖。差異顯著性分析釆用??excel?的?Student's?t?test。??2結(jié)果與分析??2.1鋁毒脅迫對(duì)大豆幼苗的影響??2.1.1鋁毒脅迫對(duì)大豆萌發(fā)和根長(zhǎng)的影響??根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室前人的研究,處理大豆適宜的鋁濃度為25^M,為了探討不同鋁處??理濃度是否影響大豆萌發(fā)和根伸長(zhǎng),設(shè)置了?3個(gè)濃度梯度,分別為對(duì)照0及12.5、25、??50jxM,對(duì)其發(fā)芽天數(shù),發(fā)芽率,根長(zhǎng)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測(cè)量,結(jié)果如圖2-1,0、12.5、25^M??的鋁處理發(fā)芽率為100%,?5(VM的為99%,無(wú)明顯差別。發(fā)芽長(zhǎng)度有明顯差別,對(duì)照??和各個(gè)鋁處理下KF的根長(zhǎng)都顯著高于GF。為了消除品種間的差異,用根長(zhǎng)比用衡量??鋁處理的影響,結(jié)果顯示在鋁處理濃度為12.5^M時(shí)兩個(gè)品種間差異顯著,在25pM??差異極顯著。說(shuō)明低濃度的鋁處理對(duì)大豆萌發(fā)天數(shù)和萌發(fā)率影響較小,但會(huì)顯著抑制??大豆根的伸長(zhǎng),特別是感鋁品種。但超過(guò)一定濃度(50PM)時(shí),鋁處理對(duì)兩個(gè)品種??的伸長(zhǎng)顯著抑制。??B'〇〇?£^°r?■,??On?L...SBH???HI??^???0?0-?^?????〇.〇???^????0?12.5?25?50?0?12.5?25?50?12.5?25?50??A1?concentration(|xM)??圖2-1不同濃度的A1C13處理對(duì)不同大豆品種萌發(fā)和根長(zhǎng)的影響??S:?GF,T:?KF;?X軸代表處理濃度(pM)?A:種子發(fā)芽率;B:在不同鋁濃度下兩個(gè)品種根長(zhǎng);??C:鋁處理下根長(zhǎng)與對(duì)照的比
?招毒脅迫下大豆根部的生理和表達(dá)濟(jì)特征及耐鋁毒相關(guān)Mr£基因的功能分析???2.1.2鋁毒脅迫對(duì)不同大豆品種根相對(duì)伸長(zhǎng)率(RRG)的影響??萌發(fā)3天的耐鋁品種KF和感鋁品種GF鋁處理在不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行比較,用RRG??作為指標(biāo),結(jié)果如圖2-2,兩個(gè)品種相對(duì)根長(zhǎng)隨著鋁處理時(shí)間有變小趨勢(shì),KF的RRG??在6h時(shí)為0.54,到12h時(shí)減少到0.45,而24h降低至0.44,感鋁品種GF的根長(zhǎng)在3??個(gè)處理時(shí)間受抑制很顯著,RRG由6h時(shí)的0.40減少到0.18,24h低至0.14。且感鋁??品種的相對(duì)伸長(zhǎng)率在3個(gè)時(shí)間點(diǎn)顯著低于耐鋁品種KF,隨著處理時(shí)間二者的差異性??也顯著增加,6h時(shí)兩個(gè)品種差異顯著(P<?0.05),12,24h為極顯著差異(P<?0.01)。??〇.7?[?.????0.6?-?T?匚—s??.14??°'°?6h?12h?24h??Treatment?time??圖2-2對(duì)照和鋁處理(25?pMAlC13,?pH?=?4.3)下不同時(shí)間點(diǎn)的RRG??鋁濃度為0、25^MAICl3,pH?=?4.3,?3個(gè)處理時(shí)間點(diǎn)為6,12,24h。3次生物學(xué)重復(fù),每個(gè)重復(fù)6株??苗,student’st-test?測(cè)驗(yàn),*?顯著性?PcO.OS;**?顯著性戶<0.01。T:?KF;?S:?GF?(下同)??Fig.2-2?RRG?of?different?soybean?cultivars?exposing?to?A1?stress?on?different?time??Relative?root?growth?(RRG)?of?T?and?S?at?6,12,?and?24h?under?A1?stre
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大豆耐鋁毒候選基因GmSTOP1的克隆與表達(dá)分析[J]. 叢亞輝,王婷婷,柳聚閣,王寧,高萌萌,李艷,蓋鈞鎰. 作物學(xué)報(bào). 2015(12)
[2]NO和H2O2對(duì)大豆幼苗鋁毒害的緩解效應(yīng)及其相互作用[J]. 宋洪明,邢承華,吳坤,王芳妹,何貞泉,蔡妙珍. 環(huán)境科學(xué)研究. 2014(09)
[3]鋁脅迫對(duì)花生根系生長(zhǎng)和生理特性的影響[J]. 徐芬芬,程詩(shī)雨,田玉清. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(09)
[4]噴施IAA對(duì)紫花苜蓿幼苗鋁毒害的緩解作用[J]. 任曉燕,周鵬,安淵. 草業(yè)科學(xué). 2014(07)
[5]外源IAA增強(qiáng)丹波黑大豆抗鋁性的生理機(jī)制[J]. 王平,陳東杰,李昆志,陳麗梅,陳宣欽,年洪娟,陳奇. 西北植物學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]NO和H2O2誘導(dǎo)大豆根尖和邊緣細(xì)胞耐鋁反應(yīng)的作用[J]. 王芳妹,蔡妙珍,張淑娜,王寧,李華飛,胡雪娜,虞舒航. 植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(09)
[7]鋁處理對(duì)桔梗種子萌發(fā)和幼苗生理的影響[J]. 祝麗香,王建華,房信勝,王勇,郝俊凱,馬偉偉,焦天穎. 中國(guó)中藥雜志. 2010(24)
[8]鋁對(duì)小麥根尖細(xì)胞壁過(guò)氧化物酶活性和過(guò)氧化氫含量的影響[J]. 李剛,徐芳杰,蔣思絲,章永松,林咸永. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2010(04)
[9]生物芯片技術(shù)及其應(yīng)用研究[J]. 王穎. 科學(xué)教育. 2010(01)
[10]淺談我國(guó)南方大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展策略[J]. 王利群,趙政文,李立. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009(05)
博士論文
[1]基于潘那利番茄漸滲系發(fā)掘干旱脅迫響應(yīng)基因及功能分析[D]. 弓鵬娟.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]我國(guó)大豆種質(zhì)資源耐鋁毒性的變異、遺傳與基因定位的研究[D]. 齊波.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3289771
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