磷是植物生長(zhǎng)和代謝中不可缺少的主要礦質(zhì)元素,它是磷脂、核酸、ATP等生物分子的重要組成部分。土壤中可利用的無(wú)機(jī)磷含量極低,為了應(yīng)對(duì)低磷環(huán)境,植物進(jìn)化了一些策略,植物與叢枝菌根真菌之間形成的共生關(guān)系是其策略之一。AM真菌在促進(jìn)植物吸收營(yíng)養(yǎng)元素方面施展著重要作用,其相關(guān)的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注。玉米(Zea mays L.)是重要的糧食作物,低磷脅迫嚴(yán)重影響其產(chǎn)量。目前的研究現(xiàn)狀表明,AM真菌能有效促進(jìn)玉米對(duì)磷的吸收,但對(duì)相關(guān)調(diào)控機(jī)制的深入研究較缺乏。已有研究發(fā)現(xiàn),植物中的PHT1(Phosphate transporter 1)家族在磷酸鹽的共生吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)中起重要作用。因此,從玉米中找到能夠提高磷的攝取效率(PAE)和磷的利用效率(PUE)的磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,研究玉米PHT1基因在低磷和菌根共生信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的分子調(diào)控機(jī)制,對(duì)發(fā)展高效利用磷的作物分子育種技術(shù)以及對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。本研究通過(guò)生物信息學(xué)方法對(duì)玉米B73基因組的PHT1基因進(jìn)行了鑒定。通過(guò)植物的過(guò)表達(dá)和突變體酵母的回補(bǔ)實(shí)驗(yàn)研究了 ZmPHT1;9在磷吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)中的功能。進(jìn)一步通過(guò)酵母單雜交、酵母雙雜交和雙分子熒光互補(bǔ)對(duì)...

【文章頁(yè)數(shù)】：151 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 磷營(yíng)養(yǎng)元素概述
        1.1.1 磷的重要性
        1.1.2 植物缺磷現(xiàn)狀
    1.2 植物對(duì)缺磷應(yīng)對(duì)策略
        1.2.1 磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與磷的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)
        1.2.2 叢枝菌根真菌促進(jìn)植物對(duì)磷的吸收
    1.3 PHT1磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白研究進(jìn)展
        1.3.1 植物及微生物中鑒定的PHT1基因
        1.3.2 磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制
        1.3.3 與菌根共生相關(guān)的磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白研究進(jìn)展
    1.4 低磷信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)路徑相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子
    1.5 菌根信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子
    引言
第二章 ZmPHT1家族的鑒定、進(jìn)化分析及AM真菌誘導(dǎo)分析
    引言
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 玉米培養(yǎng)與處理
        2.1.3 菌根侵染的檢測(cè)
        2.1.4 葉綠素含量的測(cè)定
        2.1.5 植物磷元素含量的測(cè)定
        2.1.6 生物信息學(xué)分析
        2.1.7 玉米根總RNA的提取
        2.1.8 酵母突變體回補(bǔ)實(shí)驗(yàn)
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 低磷脅迫下AM真菌促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)
        2.2.2 低磷脅迫下AM真菌提高玉米葉綠素的含量
        2.2.3 低磷脅迫下AM真菌促進(jìn)玉米對(duì)磷的吸收
        2.2.4 玉米PHT1基因家族的鑒定及屬性
        2.2.5 玉米PHT1家族基因的結(jié)構(gòu)及進(jìn)化
        2.2.6 玉米PHT1基因與已報(bào)道的PHT1基因的進(jìn)化關(guān)系
        2.2.7 玉米PHT1家族基因的定位及復(fù)制
        2.2.8 玉米PHT1家族基因的組織模式
        2.2.9 低磷條件下玉米PHT1基因的表達(dá)分析
        2.2.10 玉米PHT1基因回補(bǔ)酵母突變體
        2.2.11 AM真菌共生條件下玉米PHT1基因表達(dá)模式分析
        2.2.12 玉米PHT1的啟動(dòng)子元件分析
    2.3 討論
第三章 ZmPHT1;9基因磷吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)功能分析
    引言
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 菌株及載體材料
        3.1.3 酶及試劑
        3.1.4 儀器設(shè)備
        3.1.5 實(shí)驗(yàn)方法
    3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.2.1 ZmPHT1;9的分子特征及克隆
        3.2.2 ZmPHT1;9的啟動(dòng)子活性分析
        3.2.3 ZmPHT1;9的亞細(xì)胞定位
        3.2.4 ZmPHT1;9回補(bǔ)酵母突變體
        3.2.5 ZmPHT1;9過(guò)表達(dá)水稻的獲得與鑒定
        3.2.6 ZmPHT1;9過(guò)表達(dá)水稻不同磷處理下的表型分析
        3.2.7 ZmPHT1;9過(guò)表達(dá)對(duì)水稻其它低磷響應(yīng)基因表達(dá)的影響
    3.3 討論
第四章 AM真菌對(duì)ZmPHT1;9的調(diào)控分析
    引言
    4.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        4.1.1 植物、菌株及載體材料
        4.1.2 酶及試劑
        4.1.3 ZmPHT1;9啟動(dòng)子的克隆及載體構(gòu)建
        4.1.4 百脈根毛狀根與AM真菌共生體系的建立
        4.1.5 百脈根毛狀根與AM真菌共生的檢測(cè)及觀察
        4.1.6 RNA的提取、質(zhì)量檢測(cè)及qRT-PCR
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.2.1 轉(zhuǎn)基因百脈根毛狀根的獲得及鑒定
        4.2.2 轉(zhuǎn)基因百脈根毛狀根與AM真菌共生體系的建立及鑒定
        4.2.3 AM真菌對(duì)ZmPHT1;9的調(diào)控分析
        4.2.4 RNA的提取及質(zhì)量檢測(cè)
        4.2.5 磷轉(zhuǎn)運(yùn)及共生相關(guān)基因的qRT-PCR分析
    4.3 討論
第五章 AM真菌誘導(dǎo)ZmPHT1;9的分子機(jī)制研究
    引言
    5.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        5.1.1 植物、菌株及載體材料
        5.1.2 酶及試劑
        5.1.3 cDNA全長(zhǎng)擴(kuò)增
        5.1.4 酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)
        5.1.5 酵母單雜交實(shí)驗(yàn)
        5.1.6 雙分子熒光互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.2.1 玉米ZmPHR-like基因的克隆及分析
        5.2.2 玉米ZmPHR-like基因的功能分析
        5.2.3 玉米ZmPHR-like對(duì)PHT1基因的調(diào)控分析
        5.2.4 玉米ZmD9、ZmHAM1、ZmSHR1和ZmHAM2基因的克隆及分析
        5.2.5 ZmPHR-like與ZmD9、ZmHAM1、ZmSHR1、ZmHAM2的互作分析
        5.2.6 ZmD9、ZmHAM1、ZmSHR1和ZmHAM2的互作分析
    5.3 討論
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
作者簡(jiǎn)介
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3811459