【摘要】：環(huán)境壓力限制了植物的生長(zhǎng)和發(fā)育,并顯著降低了農(nóng)業(yè)重要作物的產(chǎn)量。在各種非生物脅迫中,溫度是限制植物生長(zhǎng),降低生產(chǎn)力和質(zhì)量的主要環(huán)境因素之一。當(dāng)植物受到機(jī)械刺激、激素、病原體和低溫等非生物脅迫,[Ca~(2+)]_(cyt)升高,Ca~(2+)作為第二信使,參與低溫響應(yīng)中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。EMS突變體分析是使用正向遺傳學(xué)鑒定特定的生物過(guò)程或信號(hào)傳導(dǎo)途徑。近年來(lái),已研究了植物溫度脅迫耐受的機(jī)制和涉及溫度脅迫信號(hào)的基因。幾種信號(hào)通路參與溫度應(yīng)激信號(hào)傳導(dǎo)。植物如何通過(guò)鈣離子介導(dǎo)途徑將環(huán)境溫度變化信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樯镄盘?hào)的研究并不多。本課題通過(guò)利用對(duì)Ca~(2+)敏感的水母發(fā)光蛋白,將鈣成像技術(shù)與正向遺傳學(xué)結(jié)合,以擬南芥EMS誘變庫(kù)為材料,從庫(kù)中篩選溫度脅迫下胞內(nèi)鈣離子濃度降低的突變體,試圖找到植物感受溫度脅迫信號(hào)通路中Ca~(2+)相關(guān)的特異離子通道或相關(guān)調(diào)控基因,來(lái)揭示擬南芥對(duì)溫度脅迫響應(yīng)的鈣信號(hào)分子機(jī)制。取得的成果如下:1.從EMS庫(kù)中經(jīng)過(guò)篩選得到溫度脅迫誘導(dǎo)的鈣信號(hào)缺失突變體,并通過(guò)圖位克隆找到突變基因。將突變體與野生型AQ雜交,逐步篩選到F2代,然后測(cè)序,根據(jù)測(cè)序結(jié)果進(jìn)行精細(xì)定位,得到目的基因。2.進(jìn)行生理特性研究,得到突變體的下胚軸長(zhǎng)度在較高溫度下受到抑制,以及在較高溫度條件下突變體的開(kāi)花時(shí)間比野生型晚,證明該突變體是溫度敏感型突變體。3.我們克隆了目的基因,構(gòu)建了突變體基因載體,通過(guò)農(nóng)桿菌侵染法轉(zhuǎn)化到突變體植株中,將收獲的T0代種子用含有Hyg抗性的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,經(jīng)過(guò)兩代篩選,得到T2代種子,并進(jìn)行了互補(bǔ)鑒定,得出該目的基因很有可能是溫度響應(yīng)的相關(guān)基因。通過(guò)上述研究,有望揭示植物中鈣離子介導(dǎo)的環(huán)境溫度感受器及其作用機(jī)理,為完善和建立植物響應(yīng)環(huán)境溫度變化的分子機(jī)制提供有力的理論依據(jù),同時(shí)在實(shí)踐上為采用基因工程方法提高作物耐受全球氣候變化提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：杭州師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q943.2
【圖文】：

圖 1.1 擬南芥中的冷信號(hào)感知和響應(yīng)途徑[14]Fig1.1 Cold signal perception and responsive pathway in Arabidopsis高溫脅迫

圖 1.2 調(diào)節(jié)植物熱脅迫反應(yīng)的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)Fig1.2 Signaling networks regulating plant heat shock responses克因子 HSF(heat shock factor)在植物、動(dòng)物和酵母中發(fā)揮著保守研究表明，HSF 家族轉(zhuǎn)錄因子(HSFA1s)在植物中對(duì) HS 調(diào)節(jié)基因

水母發(fā)光蛋白-Ca2+反應(yīng)

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本文編號(hào)：2751154