發(fā)布時(shí)間：2020-06-14 17:56

【摘要】：植物抗寒性表現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)量性狀特征,涉及基因數(shù)量眾多,已被分離的抗寒相關(guān)基因?qū)购缘挠绊懚己苡邢?缺乏高貢獻(xiàn)率的主效基因是作物抗寒分子育種等的主要限制因素。AFPs能直接結(jié)合冰晶表面,降低冰點(diǎn)和消除冰晶危害,在植物抗冷凍中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。白菜型冬油菜隴油7號(hào)可抵御-30℃極端低溫,是目前我國(guó)最為抗寒的冬油菜品種,本文以白菜型冬油菜隴油7號(hào)為材料,探討了低溫對(duì)隴油7號(hào)幼苗生理生化特性及其光合特征的影響;并從低溫處理后的隴油7號(hào)幼苗中,分離鑒定了冬油菜抗凍蛋白BrAFP1;并克隆了BrAFP1基因,分析了BrAFP1基因在低溫下表達(dá)的時(shí)空特征,初步驗(yàn)證了基因功能等,主要結(jié)果如下:1.探討了低溫脅迫對(duì)白菜型冬油菜幼苗生理生化及光合特征的影響,結(jié)果表明(1)常溫下,白菜型冬油菜葉綠體呈梭形或橢圓形,基粒片層垛堞結(jié)構(gòu)完整清晰,基質(zhì)片層排列整齊有序,葉綠體內(nèi)含有淀粉粒。-4℃處理24 h后,白菜型冬油菜幼苗葉片葉綠素含量明顯降低;弱抗寒冬油菜品種天油4號(hào)葉綠體數(shù)量減少,部分葉綠體外膜破裂,基質(zhì)片層斷裂、僅留片層殘段,葉綠體內(nèi)已無(wú)淀粉粒積累,液泡膜明顯收縮,液泡體積明顯變小;氣孔處于關(guān)閉與半關(guān)閉狀態(tài);隴油7號(hào)基粒仍能保持其垛堞結(jié)構(gòu)的完整性,大部分基質(zhì)片層完整連續(xù),少數(shù)片層膜出現(xiàn)破損,葉綠體內(nèi)仍有少量淀粉粒積累,液泡膜完整;氣孔處于半關(guān)閉狀態(tài)。(2)低溫脅迫下,白菜型冬油菜不同品種幼苗葉片抗氧化酶活性(SOD、CAT、POD、APX)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(SS、SPr、Pro)和丙二醛含量(MDA)、相對(duì)電導(dǎo)率均呈升高趨勢(shì);電導(dǎo)率的增加幅度因品種抗寒性不同而存在很大差異,強(qiáng)抗寒品種上升幅度小于弱抗寒品種,表明強(qiáng)抗寒品種能夠較好維持質(zhì)膜完整性。2.分離鑒定了白菜型冬油菜抗凍蛋白BrAFP1,對(duì)其進(jìn)行了亞細(xì)胞定位;克隆了BrAFP1基因,主要結(jié)果為:(1)低溫處理后隴油7號(hào)幼苗葉片的全蛋白提取物中,分離出具有冰晶形態(tài)修飾和重結(jié)晶抑制活性的蛋白質(zhì),被質(zhì)譜鑒定為β-1,3-葡聚糖酶,為白菜型冬油菜抗凍蛋白,命名為BrAFP1,BrAFP1被定位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。(2)白菜型冬油菜BrAFP1基因ORF序列長(zhǎng)1032 bp,編碼343個(gè)氨基酸,含有信號(hào)肽,分子量38.130 kDa。在低溫脅迫下BrAFP1基因表達(dá)上調(diào),表明該基因在白菜型冬油菜低溫響應(yīng)中起著重要作用。3.利用BrAFP1過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系及擬南芥afp1突變體,初步分析了BrAFP1基因功能,結(jié)果表明:與野生型植株相比,低溫下過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株BrAFP1基因表達(dá)水平增加3.76倍,其電導(dǎo)率和MDA含量明顯降低;而突變體afp1該基因表達(dá)水平一直維持在很低水平,其滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量均明顯降低,電導(dǎo)率和MDA含量明顯升高。表明低溫下BrAFP1基因過(guò)表達(dá)可以增加植株對(duì)環(huán)境的冷適應(yīng)性,而突變體afp1植株對(duì)低溫更為敏感。4.克隆抗寒性不同的14個(gè)白菜型冬油菜品種BrAFP1基因均編碼了含有343個(gè)氨基酸的疏水蛋白。其堿基共有5處突變,其中3處同義突變(488位、749位和992位),2處有義突變(第52位和607位),引起2個(gè)位點(diǎn)的氨基酸替換。5.選取不同抗寒冬油菜典型代表性品種隴油7號(hào)、隴油8號(hào)、天油4號(hào)為材料,分析BrAFP1基因表達(dá)的時(shí)空特征。結(jié)果表明:(1)低溫處理3 h后葉片內(nèi)BrAFP1基因表達(dá)量顯著升高,18 h-24 h其表達(dá)量達(dá)到最高值,之后隨著冷脅迫時(shí)間的增加,表達(dá)量開始迅速下降;而地上部分葉片BrAFP1基因表達(dá)量顯著高于葉柄和根部組織。另外,在受到4℃、-4℃冷脅迫后,白菜型冬油菜幼苗葉片BrAFP1基因表達(dá)顯著被誘導(dǎo),而-8℃冷脅迫后BrAFP1基因表達(dá)明顯降低,植株葉片出現(xiàn)了明顯凍害癥狀。(2)選取兩端材料超強(qiáng)抗寒冬油菜隴油7號(hào)和弱抗寒材料天油4號(hào),幼苗-4℃處理0 h、12 h、24 h、48h后,結(jié)果表明:在處理24 h后,隴油7號(hào)幼苗葉片中CNGC、ICE1基因表達(dá)量顯著升高,而低溫后12h后OST1、CBF2基因表達(dá)即被冷誘導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S634.3
【圖文】：

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019 屆學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)位論文葉片完全展開，株型半直立；-4℃處理 24h 后，超強(qiáng)抗寒品種隴油 7 號(hào)、隴油 8 號(hào)、隴油 9 號(hào)葉片深綠色且有光澤，葉色未發(fā)生變化，葉面大且平展，葉柄平直，未見凍害癥狀出現(xiàn)；強(qiáng)抗寒品種天油 4 號(hào)、天油 15 號(hào)、冬油 8 號(hào)、冬油 7 號(hào)葉色加深，下部葉色變淺，葉面平展，葉柄略微向下彎曲，下部葉的葉尖與葉緣黃化，葉片未有明顯凍傷心葉無(wú)明顯受害癥狀；弱抗寒品種 12 天油 4 號(hào)、捷油 1 號(hào)、12 天油 5 號(hào)、12 天油 2 號(hào)、Largo 葉色呈灰褐色，大部分葉片葉尖、葉緣已出現(xiàn)水漬狀凍斑或已干枯，呈水漬樣凍傷，出現(xiàn)凍害癥狀；200119、14Nibe 葉色變?yōu)榛液稚w出現(xiàn)嚴(yán)重凍害癥狀，下部葉片已黃化干枯，心葉葉緣已經(jīng)呈水漬樣凍傷，葉片邊緣黃化且抗凍性大幅降低。

但不同品種升高幅度明顯不同（圖2-2）。隴油 7 號(hào)和天油 2 號(hào) SOD 活性升高幅度較大，分別升高 165.75%、146.28%；14Nibe升幅最小，為 1.91%。表明低溫下白菜型冬油菜幼苗抗氧化能力顯著提高，可有效清除在低溫逆境下機(jī)體產(chǎn)生積累的活性氧等自由基，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)低溫的抵御能力。低溫下，不同冬油菜品種間抗氧化物酶活性存在顯著差異，總體而言，抗寒性較強(qiáng)的冬油菜品種抗氧化物酶活性高于抗寒性較弱的品種/系。強(qiáng)抗寒品種（17 隴油 7 號(hào)、12 隴油 8 號(hào)、隴油 9 號(hào)、天油 4 號(hào)、天油 15 號(hào)、冬油 8 號(hào)）SOD 明顯高于弱抗寒品種（冬油 7 號(hào)、12 天油 4 號(hào)、捷油 1 號(hào)、天油 5 號(hào)、天油 2 號(hào)、Largo）和冷抗寒品種（200119、14Nibe）。常溫下，隴油 7 號(hào) SOD 活性最高為 169.18 μg·g-1FW·min-1，天油 2 號(hào)最低為90.09 μg·g-1FW·min-1，兩者相差 1.9 倍。低溫下，SOD 最高是隴油 7 號(hào)為 334.93μg·g-1FW·min-1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王晉雄;;西藏白菜型冬油菜科學(xué)施肥技術(shù)研究[J];西藏農(nóng)業(yè)科技;2018年04期

2 常志坤;閔俊杰;高操;黃進(jìn);張方敏;;江蘇省冬油菜生育期內(nèi)低溫事件的年際變化及對(duì)產(chǎn)量的影響[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2019年24期

3 楊學(xué)珍;;甘肅省冬油菜區(qū)域試驗(yàn)現(xiàn)狀及應(yīng)對(duì)策略[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)信息;2017年06期

4 岑中將;;東蘭縣秋冬油菜低產(chǎn)原因分析及對(duì)策措施[J];中國(guó)農(nóng)技推廣;2017年07期

5 楊樹茂;;慶陽(yáng)市地膜冬油菜栽培技術(shù)發(fā)展及前景[J];農(nóng)技服務(wù);2017年13期

6 宋軍生;;冬油菜北移的“領(lǐng)軍人”——訪甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)教授孫萬(wàn)倉(cāng)[J];甘肅農(nóng)業(yè);2016年01期

7 王尚榮;崔同廣;;臨洮縣冬油菜豐產(chǎn)栽培技術(shù)[J];中國(guó)農(nóng)技推廣;2013年08期

8 ;甘肅省冬油菜越冬期田間管理技術(shù)措施[J];農(nóng)業(yè)科技與信息;2012年24期

9 田雪梅;;秦安縣冬油菜生產(chǎn)現(xiàn)狀及對(duì)策[J];農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備;2012年06期

10 李強(qiáng);張黎;;我區(qū)冬油菜種植有望獲得大面積推廣[J];新疆農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 余利平;張春雷;馬霓;李俊;;干旱與低磷雙重脅迫對(duì)冬油菜光合作用的影響[A];中國(guó)植物生理學(xué)會(huì)第十次會(huì)員代表大會(huì)暨全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編[C];2009年

2 鄒娟;魯劍巍;陳防;廖志文;李銀水;;長(zhǎng)江流域冬油菜鉀肥施用效果及土壤速效鉀臨界值研究[A];中國(guó)土壤學(xué)會(huì)第十一屆全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨第七屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集（上）[C];2008年

3 劉晨;張清華;楊龍;張靜;吳明德;李國(guó)慶;;甘藍(lán)型冬油菜內(nèi)生細(xì)菌的多樣性分析及生防菌株篩選[A];中國(guó)植物病理學(xué)會(huì)2015年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2015年

4 陸志峰;劉濤;任濤;李小坤;叢日環(huán);魯劍巍;;缺鉀脅迫對(duì)冬油菜葉片光合作用的限制性因子分析[A];2014年中國(guó)作物學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

5 李丹;劉鳳蘭;伍曉明;陳碧云;許鯤;高桂珍;閆貴欣;付桂萍;;1998-2008中國(guó)油菜遺傳改良貢獻(xiàn)和策略分析[A];2009年中國(guó)作物學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2009年

6 王鶴齡;鄧振鏞;王潤(rùn)元;蒲金涌;趙鴻;;甘肅省越冬作物對(duì)氣候變暖響應(yīng)及其原因研究[A];中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2008年年會(huì)干旱與減災(zāi)——第六屆干旱氣候變化與減災(zāi)學(xué)術(shù)研討會(huì)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

7 林權(quán);張義娟;劉曉;趙遠(yuǎn)林;雷春琴;;高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雙低雜交油菜新品種宜油21的選育[A];2012年中國(guó)作物學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 李旺旺;市農(nóng)科所新品種高產(chǎn)冬油菜授權(quán)幫扶村推廣經(jīng)營(yíng)[N];天水日?qǐng)?bào);2019年

2 張燁;越冬油菜早發(fā)壯苗有辦法[N];山東科技報(bào);2018年

3 農(nóng)業(yè)部油料專家指導(dǎo)組 全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心;2017～2018年度冬油菜生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)意見[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2017年

4 農(nóng)業(yè)部油料專家指導(dǎo)組 全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心;2017—2018年度冬油菜生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)意見[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2017年

5 中化化肥高級(jí)顧問(wèn) 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授 曹一平;平衡施肥有利于冬油菜安全越冬[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2012年

6 本報(bào)記者 李欣瑤;冬油菜北移的拓荒者[N];甘肅日?qǐng)?bào);2012年

7 黨建波;我國(guó)冬油菜長(zhǎng)勢(shì)良好[N];國(guó)際商報(bào);2013年

8 本報(bào)特約分析師 黨建波;長(zhǎng)勢(shì)良好 今年冬油菜產(chǎn)量或增[N];糧油市場(chǎng)報(bào);2013年

9 郭濤;甘肅超強(qiáng)抗寒冬油菜新品通過(guò)審定[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2012年

10 記者 張文靜;甘肅科研新成果:北方也能種冬油菜[N];新華每日電訊;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 馬驪;白菜型冬油菜響應(yīng)冷脅迫的分子機(jī)理研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2019年

2 張智;長(zhǎng)江流域冬油菜產(chǎn)量差與養(yǎng)分效率差特征解析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

3 武軍艷;脫落酸（ABA）與北方白菜型冬油菜抗寒性的關(guān)系及NCED基因的克隆表達(dá)分析[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

4 陸志峰;鉀素營(yíng)養(yǎng)對(duì)冬油菜葉片光合作用的影響機(jī)制研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

5 鄒娟;冬油菜施肥效果及土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

6 曾秀存;白菜型冬油菜抗寒生理響應(yīng)與抗氧化酶基因表達(dá)分析[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

7 周冬梅;北方地區(qū)冬油菜潛在空間分布模擬研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

8 王寅;直播和移栽冬油菜氮磷鉀肥施用效果的差異及機(jī)理研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

9 肖玲;轉(zhuǎn)bar基因抗除草劑冬油菜及其基因流研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 董小云;白菜型冬油菜抗凍蛋白的分離及BrAFP1基因克隆與功能分析[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2019年

2 何輝立;低溫脅迫下白菜型冬油菜的生理響應(yīng)及ELI基因的表達(dá)分析和克隆[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

3 方園;白菜型冬油菜溫敏型不育PK3-12敗育機(jī)理研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

4 李露;基于高光譜反射率數(shù)據(jù)的冬油菜氮養(yǎng)分診斷[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

5 張朋飛;白菜型冬油菜生物學(xué)特性及根部蛋白質(zhì)表達(dá)對(duì)低溫脅迫的響應(yīng)[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

6 姜海楊;北方白菜型冬油菜耐遲播性研究及花芽分化過(guò)程觀察[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

7 李榮峰;白菜型冬油菜主要病害研究及室內(nèi)藥劑篩選[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

8 王瑗瑗;2009-2011兩年度國(guó)家冬油菜區(qū)域試驗(yàn)品種遺傳多樣性分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

9 劉晨;甘藍(lán)型冬油菜內(nèi)生細(xì)菌多樣性及生防潛力評(píng)估[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

10 楊寧寧;白菜型冬油菜抗寒機(jī)理與選擇指標(biāo)體系研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2713150