發(fā)布時間：2020-08-07 21:52

【摘要】：鐵是合成葉綠素的必需元素,以蘋果為代表的鐵敏感型果樹缺鐵的最直接表現(xiàn)是新葉黃化,缺鐵嚴(yán)重時會導(dǎo)致整株植物死亡;而防治缺鐵癥的最直接有效措施是選用鐵高效型砧木。垂絲海棠(Malus halliana)是一種耐缺鐵脅迫的鐵高效型蘋果砧木資源,缺鐵脅迫下葉片‘持綠’。但關(guān)于垂絲海棠響應(yīng)缺鐵脅迫的葉綠素生物合成的機(jī)理仍不清楚。本試驗(yàn)以鐵高效型砧木垂絲海棠和鐵敏感型砧木平邑甜茶(Malus hupehensis)為試材,結(jié)合葉綠素前體物質(zhì)測定、相關(guān)基因表達(dá)水平確定垂絲海棠響應(yīng)缺鐵脅迫的葉綠素合成關(guān)鍵位點(diǎn),篩選、克隆差異表達(dá)基因PPOX1、PPOX2、UROD,遺傳轉(zhuǎn)化煙草(Nicotiana tabacum L.)以驗(yàn)證缺鐵脅迫下PPOX1、PPOX2、UROD基因的功能,主要研究結(jié)果如下:1.缺鐵脅迫下,垂絲海棠葉綠素前體含量高于平邑甜茶,且垂絲海棠響應(yīng)缺鐵脅迫的葉綠素前體合成調(diào)控位點(diǎn)為URO III向Proto IX的轉(zhuǎn)化。2.施用外源糖后,垂絲海棠響應(yīng)缺鐵脅迫的葉綠素前體合成調(diào)控位點(diǎn)為ALA向PBG的轉(zhuǎn)化,表明施加外源糖后,調(diào)控位點(diǎn)提前。3.熒光定量PCR顯示:在缺鐵脅迫后,垂絲海棠的PPOX1和UROD基因表達(dá)均上調(diào),PPOX2基因表達(dá)下調(diào)。4.從垂絲海棠克隆得到PPOX1、PPOX2、UROD基因,大小片段分別為1644bp、666bp、1143bp,編碼547、221、380個氨基酸;均與蘋果氨基酸序列同源性最高;PPOX1、UROD基因編碼的氨基酸序列與白梨中該氨基酸的親緣關(guān)系最近,PPOX2基因編碼的氨基酸序列與蘋果中該氨基酸的親緣關(guān)系最近。5.構(gòu)建組成型啟動子35S驅(qū)動的雙元表達(dá)載體,采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化煙草,成功獲得3個基因的轉(zhuǎn)基因煙草植株。6.轉(zhuǎn)PPOX1、PPOX2和UROD基因煙草缺鐵脅迫處理的結(jié)果表明,相比對照,轉(zhuǎn)PPOX1和UROD基因煙草持綠,而轉(zhuǎn)PPOX2基因煙草先于對照黃化。缺鐵脅迫下,轉(zhuǎn)基因煙草PPOX1和UROD基因表達(dá)量分別上調(diào)10.80倍、3.65倍,PPOX2基因表達(dá)量下調(diào)0.23倍。
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S661.1
【圖文】：

物生長所必需的營養(yǎng)元素之一，鐵在其整個生命周期中發(fā)揮著至關(guān)是參與基本生化過程的一些關(guān)鍵酶和蛋白質(zhì)的一部分，如光合作用合成和氧轉(zhuǎn)運(yùn)[3,4]。鐵在植物細(xì)胞中通過兩種價態(tài)之間的轉(zhuǎn)換構(gòu)成傳遞鏈的氧化還原系統(tǒng)。地殼中的鐵含量很高[5]，但主要以 Fe3+形低[6,7]。物吸收鐵的機(jī)理不同，所以當(dāng)植物缺鐵時做出的應(yīng)答反應(yīng)存在差異現(xiàn)在幼葉上，因?yàn)樵谥参矬w內(nèi)鐵的移動性差，老葉中的鐵不能向新適應(yīng)自然中的缺鐵現(xiàn)象，在漫長的進(jìn)化過程中植物形成了復(fù)雜的調(diào)鐵含量達(dá)到平衡[10,11]。研究發(fā)現(xiàn)，不同植物在對鐵的吸收以及缺鐵的差異[12-14]。Romheld 等[15]在 1986 年首次提出缺鐵脅迫過程中高應(yīng)性機(jī)理，還原機(jī)理 I 和鰲合機(jī)理 II。

營養(yǎng)液培養(yǎng)下，小金海棠生長發(fā)育受缺鐵缺鐵能力比麗江山荊子強(qiáng)，是因?yàn)樵谌辫F活性比麗江山荊子高[39]。途徑研究進(jìn)展成途徑用的能量捕獲及能量傳遞中發(fā)揮著重要相關(guān)外，還與植物所處環(huán)境，如營養(yǎng)元素成是一個復(fù)雜的、由許多酶參與過程，是物通過光合作用吸收太陽光、還原 CO2，個過程中太陽能被轉(zhuǎn)化成化學(xué)能貯藏在植營養(yǎng)。

技術(shù)路線圖

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3 施衛(wèi)明;;缺鐵脅迫下植物根外介質(zhì)pH的變化及其影響因素[J];植物生理學(xué)通訊;1988年06期

4 吳明才;大豆鐵素研究 Ⅱ 大豆缺鐵脅迫響應(yīng)[J];大豆科學(xué);1989年04期

5 樊慶琦;隋新霞;黃承彥;崔德周;李永波;楚秀生;;小麥缺鐵脅迫對苗期相關(guān)性狀的影響[J];山東農(nóng)業(yè)科學(xué);2018年05期

6 張妮娜;上官周平;陳娟;;植物應(yīng)答缺鐵脅迫的分子生理機(jī)制及其調(diào)控[J];植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報;2018年05期

7 黃宗安;徐堅(jiān);史建磊;蘇世聞;王燕;;缺鐵脅迫對溫州盤菜幼苗葉片光合特性和抗氧化酶活性的影響[J];浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報;2014年06期

8 謝昶琰;彭莉潤;金昕;龔雪;徐陽春;董彩霞;;不同梨砧木對缺鐵脅迫的生理響應(yīng)差異研究[J];植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報;2018年03期

9 常正堯;王健美;齊冰;韓建輝;印莉萍;;水稻缺鐵脅迫條件下根部形態(tài)及電鏡觀察[J];阜陽師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年03期

10 丁飛;王秀峰;史慶華;王美玲;馮建鵬;;缺鐵脅迫對小白菜光合特性及品質(zhì)的影響[J];山東農(nóng)業(yè)科學(xué);2007年06期

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1 趙梁軍;孫振元;商慧君;楊學(xué)軍;宿友民;;白杜鵑花在堿性及缺鐵脅迫下的生長和生理反應(yīng)[A];中國園藝學(xué)會成立70周年紀(jì)念優(yōu)秀論文選編[C];1999年

2 尹文兵;黃勤妮;印莉萍;;水稻缺鐵脅迫下信號體相關(guān)基因初探[A];中國植物生理學(xué)會第九次全國會議論文摘要匯編[C];2004年

3 王怡;印莉萍;;OsArhI基因的克隆及功能分析[A];中國植物生理學(xué)會第十次會員代表大會暨全國學(xué)術(shù)年會論文摘要匯編[C];2009年

4 肖家欣;齊笑笑;張紹鈴;;鋅和鐵對枳生理指標(biāo)、礦質(zhì)含量及葉片超微結(jié)構(gòu)的影響[A];第六屆中國植物逆境生理學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2010年

5 姚利曉;陳善春;何永睿;;資陽香橙鐵螯合還原酶基因家族的克隆和分析[A];中國園藝學(xué)會2014年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2014年

6 殷麗麗;王憶;張新忠;韓振海;;小金海棠MxIRO2基因的克隆及功能研究[A];中國園藝學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2011年

7 張鵬;印莉萍;;水稻缺鐵誘導(dǎo)高效表達(dá)基因OsNramp1的克隆、亞細(xì)胞定位及功能研究[A];中國植物生理學(xué)會第十次會員代表大會暨全國學(xué)術(shù)年會論文摘要匯編[C];2009年

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1 郭函子;缺鐵脅迫下小金海棠根特異蛋白的表達(dá)鑒定及MxSAMS基因克隆[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

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3 王維婷;玉米麥根酸代謝評價體系的建立及缺鐵脅迫相關(guān)代謝基因片段的克隆[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

4 曹冬梅;蘋果屬小金海棠缺鐵脅迫相關(guān)基因的克隆和表達(dá)分析[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2003年

5 孫朝華;活性氧在小金海棠缺鐵應(yīng)答中的作用研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

6 王少甲;基于轉(zhuǎn)錄組測序的小金海棠缺鐵脅迫相關(guān)基因研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 李凌;小金海棠和香橙耐缺鐵機(jī)理研究[D];西南農(nóng)業(yè)大學(xué);2002年

8 戚金亮;蘋果鐵高效基因型生物技術(shù)的研究——MxNrampl和MxIrtl基因的克隆[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2003年

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2 陶小買;缺鐵脅迫對短短芽孢桿菌GZDF3菌株次生代謝物合成酶表達(dá)的影響[D];貴州醫(yī)科大學(xué);2019年

3 翟麗紅;大豆（Glycine max）響應(yīng)缺鐵脅迫的生理變化及基因表達(dá)研究[D];哈爾濱師范大學(xué);2019年

4 金昕;杜梨對缺鐵脅迫的生理及分子響應(yīng)機(jī)制研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

5 胡亞;缺鐵脅迫下蘋果砧木垂絲海棠幼苗的生理特性和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

6 丁偉;缺鐵脅迫對梨氮代謝及赤霉素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因表達(dá)的影響[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

7 劉群;缺鐵脅迫下棘孢木霉菌及其嗜鐵素對植物的促生機(jī)制研究[D];山東師范大學(xué);2017年

8 丁飛;外源一氧化氮（NO）緩解小白菜缺鐵脅迫的生理效應(yīng)[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

9 李婕;小麥胞質(zhì)3-磷酸甘油醛脫氫酶基因(TaGapC1)的克隆及在缺鐵脅迫下的表達(dá)和序列分析[D];首都師范大學(xué);2000年

10 陳娜;鐵、鉀營養(yǎng)對越橘苗生長和生理特性的影響[D];大連理工大學(xué);2010年

本文編號：2784574