【摘要】：鎘(Cd)是土壤重金屬主要污染物,同時也是蔬菜的主要重金屬污染物之一。Cd極易富集于蔬菜和其他食物當(dāng)中,然后通過食物鏈,進(jìn)入人體或其他生物體當(dāng)中,對動植物體產(chǎn)生危害,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)是茄科番茄屬一年生或多年生草本植物,同時也是我國重要的農(nóng)作物之一。番茄受重金屬毒害后有不同的表現(xiàn),主要為老葉壞死,新葉失綠,葉柄和葉背面出現(xiàn)紫紅色。2,4-外源表油菜素內(nèi)酯(2,4-EBL)作為第六大植物激素,對植物生長發(fā)育具有重要的作用。關(guān)于2,4-EBL對植物生長發(fā)育的研究已經(jīng)取得較多進(jìn)展,然而2,4-EBL對重金屬Cd脅迫下番茄幼苗的作用相關(guān)報道卻很少。因此,本實驗以常規(guī)栽培種番茄為實驗材料,試驗分為兩個部分進(jìn)行:第一部分是用2,4-EBL噴施Cd脅迫后番茄幼苗;第二部分是先用2,4-EBL浸種處理,然后進(jìn)行Cd脅迫處理。通過研究外源2,4-EBL對Cd脅迫下番茄幼苗的形態(tài)特征、生長狀態(tài)、生理響應(yīng)以及2,4-EBL信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因、金屬轉(zhuǎn)運基因、酶活性相關(guān)基因的表達(dá)量分析,旨在揭示2,4-EBL參與調(diào)控番茄響應(yīng)Cd脅迫應(yīng)答的生理機(jī)制。本試驗結(jié)果表明:(1)生長狀態(tài):Cd脅迫后噴施2,4-EBL的處理組番茄主根長度顯著增加,株高顯著高于單一Cd對照組。浸種處理的番茄幼苗,澆灌Cd處理后與單一Cd處理組相比,浸種處理后澆灌Cd溶液(Td),株高、根長、鮮重均有不同程度的增加。與噴施處理方式相比,在相同生長時間內(nèi),浸種處理后的株高、根長、鮮重、干重高于噴施處理2,4-EBL的處理組。(2)生理響應(yīng):本試驗測定2,4-EBL處理Cd脅迫下番茄幼苗葉片和根部的4種抗氧化酶活性(SOD、POD、APX和GR)表明,與單一Cd處理組相比,2,4-EBL+Cd處理組的抗氧化酶活性有不同程度的增加;2,4-EBL處理Cd脅迫后的番茄相對于單一Cd對照組的脯氨酸和MDA含量均下降,且葉片和根部都是從3d起差異顯著。番茄幼苗葉片和根部浸種處理后澆灌Cd(Td)溶液的抗氧化酶活性,與單一水對照組(Ta組)相比酶活性略微升高,但是與單一Cd處理組相比顯著降低。說明浸種后受Cd脅迫活性氧增長量不大,植株沒有用過多的過氧化物酶來清除活性氧。從植株氧化損傷程度來看,抗氧化酶活性的變化量,脯氨酸、MDA含量波動趨勢都可以顯示出植株受重金屬Cd脅迫的損傷程度降低。浸種2,4-EBL處理Cd脅迫后番茄幼苗的能力優(yōu)于噴施處理。(3)基因表達(dá):單一Cd處理組與2,4-EBL+Cd組相比,番茄根中BAK1基因、BRI1基因、BES1基因分別在3h、6h、12h增強(qiáng)表達(dá);從6h起,葉片中APX1基因表達(dá)量升高,根部(3h~12h)的APX1基因表達(dá)量也高于單一Cd處理組。無論是噴施2,4-EBL處理Cd脅迫的番茄幼苗還是浸種處理后受Cd脅迫,番茄葉片中IRT1基因表達(dá)量均呈現(xiàn)上升趨勢,而根中只有浸種的處理表達(dá)上調(diào)。(4)番茄BAK1基因編碼區(qū)全長序列的克隆及生物信息學(xué)分析:本實驗以番茄為材料,利用同源克隆方法,得到1個油菜素內(nèi)酯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因的cDNA全長序列。測序結(jié)果與GenBank的參照序列同源性達(dá)99%,該基因序列長度為1671bp,編碼218個氨基酸。結(jié)果表明該蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)主要由42.20%的α螺旋、11.01%的β折疊以及28.44%無規(guī)則卷曲共同構(gòu)成,此外還有少量的延伸鏈(18.35%)。番茄與絨毛狀煙草、煙草、馬鈴薯、潘利娜番茄互為并系,支持率僅為50%。(5)番茄BES1基因編碼區(qū)全長序列的克隆及生物信息學(xué)分析:利用同源克隆方法對番茄基因進(jìn)行克隆,克隆得到1個EBL信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因BES1的cDNA全長序列,其序列長度為1218 bp,編碼325個氨基酸。對番茄BES1蛋白進(jìn)行二級結(jié)構(gòu)預(yù)測,結(jié)果表明該蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)主要由18.15%的α螺旋、8.92%的β折疊以及60.62%的無規(guī)則卷曲共同構(gòu)成,此外還有少量的延伸鏈(12.31%)。番茄和潘利娜番茄與馬鈴薯具有較高的同源關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X173;S641.2
【圖文】：

哈爾濱師范大學(xué)碩士學(xué)位論文當(dāng)細(xì)胞中甾類分子濃度低時，BAK1 與 BRI1 的協(xié)同作用受到 BKI1 和 BRI1二聚體相互作用的抑制，進(jìn)一步抑制 BRI1 的功能。然后 BIN2 開始響應(yīng)調(diào)控時 BES1 和 BZR1 受磷酸酶解。BZR1 基因磷酸酶解后，BZR1 磷酸蛋白酶降低R 基因合成受機(jī)制，提高了 BR 基因表達(dá)量[35]。當(dāng)甾類分子的濃度持續(xù)增加后R 與 BRI1 基因相結(jié)合，促進(jìn) BAK1 和 BRI1 的作用方式，磷酸酶被蛋白酶激活終分離了 BRI1 與 BKI1 基因。成功激活后的 BAK1 和 BRI1 可能會間接抑制 BI性或激活 BSU1，以及同時存在兩種情況，進(jìn)而導(dǎo)致 BZR1 和 BES1 基因的去化[36]，降低 BR 表達(dá)水平；非磷酸化狀態(tài)的 BES1 也會在積累于核中，結(jié)合 成基因的啟動子，進(jìn)而在核中激活 BR 誘導(dǎo)基因的表達(dá)。

cDNA 1μlTotal 25 μl后，取產(chǎn)物 3 μl 用 1% 瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳，凝膠成 基因 cDNA 序列克隆泳中的 DNA 片段回收AK1 基因的 PCR 產(chǎn)物進(jìn)行膠回收。利用瓊脂糖凝膠 D皓生物技術(shù)有限公司）對擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行回收。具體回 DNA 片段與克隆載體的連接桿菌細(xì)胞 DH5α 的轉(zhuǎn)化用的克隆載體是康為世紀(jì)公司生產(chǎn)的 pUC-T Quick快速連接試劑盒）（含載體，連接酶），載體的大小和克

2μl0.5 μl0.5 μl10 μl浴中反應(yīng) 4 h 后，進(jìn)行瓊脂糖凝化樹的構(gòu)建inder 程序分析蛋白質(zhì)的開放讀n.org/）在線蛋白質(zhì)序列和結(jié)構(gòu) BAK1 蛋白序列均來自于 NCBINAMAN 對序列進(jìn)行多重比對，茄 BAK1 基因編碼區(qū)全長

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本文編號：2793985