鉀和氮是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的大量元素,直接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育以及作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。K+在酶促反應(yīng)、滲透調(diào)節(jié)、電荷平衡等方面都起著重要的作用,而N則是碳化合物的組成成分,構(gòu)成了氨基酸、蛋白質(zhì)、核苷酸等物質(zhì)。農(nóng)作物生產(chǎn)實(shí)踐表明,鉀和氮的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)是協(xié)同進(jìn)行的,但其分子調(diào)控機(jī)制仍不明確。實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn),擬南芥硝酸根轉(zhuǎn)運(yùn)體NRT1.5不僅負(fù)責(zé)NO3-從根向冠的轉(zhuǎn)運(yùn),同時(shí)還影響K+從根部向冠部的運(yùn)輸過(guò)程。因此,NRT1.5很可能是鉀和氮協(xié)同運(yùn)輸?shù)闹匾M分。已有研究表明鉀缺乏抑制NRT1.5的轉(zhuǎn)錄,說(shuō)明NRT1.5的轉(zhuǎn)錄能夠響應(yīng)環(huán)境中鉀濃度變化,但低鉀抑制NRT1.5轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機(jī)制尚屬未知。本論文工作證明了 MYB59是NRT1.5的正向轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,低鉀可通過(guò)抑制MYB59的轉(zhuǎn)錄及促進(jìn)MYB59蛋白的降解進(jìn)而抑制NRT1.5的轉(zhuǎn)錄,最終調(diào)節(jié)擬南芥中鉀和氮的協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。通過(guò)表型篩選獲得一個(gè)擬南芥低鉀敏感突變體lks3。在低鉀條件下lks3表現(xiàn)出冠部比野生型提前發(fā)黃的表型,圖位克隆及表型檢測(cè)結(jié)果顯示LKS3編碼轉(zhuǎn)錄因子蛋白MYB59。myb59突變體表現(xiàn)出和lks3類(lèi)似的低鉀敏感表型,且myb...

【文章頁(yè)數(shù)】：144 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
英文縮寫(xiě)
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 鉀在植物生長(zhǎng)發(fā)育中的生理功能
        1.1.1 鉀在植物體內(nèi)的分布
        1.1.2 植物體內(nèi)鉀的生理功能
        1.1.3 植物缺鉀癥狀
        1.1.4 植物中鉀的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制
        1.1.5 鉀通道和鉀轉(zhuǎn)運(yùn)體的調(diào)控機(jī)制
    1.2 氮在植物生長(zhǎng)發(fā)育中的生理功能
        1.2.1 植物體內(nèi)氮的生理功能
        1.2.2 植物缺氮或氮肥過(guò)量的癥狀
        1.2.3 植物中NO3
-的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制
    1.3 植物體內(nèi)鉀和氮吸收利用的相互影響
    1.4 MYB轉(zhuǎn)錄因子對(duì)植物響應(yīng)的調(diào)控
        1.4.1 MYB轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)
        1.4.2 MYB轉(zhuǎn)錄因子的功能
        1.4.3 MYB59的研究進(jìn)展
    1.5 本研究工作的立題依據(jù)和意義
第二章 材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 常用菌株
        2.1.3 常用載體
        2.1.4 常用實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.5 常用試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 擬南芥的培養(yǎng)與種植
        2.2.2 遺傳分析及圖位克隆
        2.2.3 T-DNA插入純合突變體的鑒定
        2.2.4 轉(zhuǎn)基因材料的獲得及篩選
        2.2.5 K⁺和NO3
-含量的測(cè)定
        2.2.6 ⁸⁶Rb⁺同位素吸收實(shí)驗(yàn)
        2.2.7 分子克隆與載體構(gòu)建
        2.2.8 目的基因轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)分析
        2.2.9 酵母相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.10 原核蛋白的誘導(dǎo)表達(dá)及純化(His-tag融合蛋白)
        2.2.11 SDS-PAGE及Western Blot
        2.2.12 凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)(EMSA)
        2.2.13 染色質(zhì)免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)(ChIP)
        2.2.14 半體內(nèi)Cell-Free降解實(shí)驗(yàn)
    2.3 實(shí)驗(yàn)所用引物
第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    引言
    3.1 lks3突變體具有低鉀敏感表型
        3.1.1 lks3突變體的獲得及鑒定
        3.1.2 lks3突變體K⁺含量的測(cè)定
    3.2 LKS3編碼轉(zhuǎn)錄因子蛋白MYB59
        3.2.1 基因At1g70390其它T-DNA插入突變體的鑒定與表型
        3.2.2 基因At1g70390回補(bǔ)lks3材料的鑒定與表型
        3.2.3 TAIL-PCR尋找引起lks3低鉀敏感表型的目的基因
        3.2.4 圖位克隆尋找引起lks3低鉀敏感表型的目的基因
    3.3 MYB59參與擬南芥K⁺和NO3
-從根向冠的轉(zhuǎn)運(yùn)
        3.3.1 myb59突變體及回補(bǔ)材料表型觀(guān)察
        3.3.2 myb59突變體及回補(bǔ)材料K⁺含量及NO3
-含量測(cè)定
        3.3.3 myb59突變體及回補(bǔ)材料木質(zhì)部傷流液中K⁺含量及NO3
-含量測(cè)定
        3.3.4 myb59各轉(zhuǎn)錄本回補(bǔ)材料表型觀(guān)察
        3.3.5 MYB59特異地參與鉀營(yíng)養(yǎng)脅迫的調(diào)控過(guò)程
    3.4 MYB59作為轉(zhuǎn)錄因子正向調(diào)控NRT1.5基因的表達(dá)
        3.4.1 MYB59具有轉(zhuǎn)錄激活活性
        3.4.2 myb59突變體及回補(bǔ)材料中NRT1.5基因的表達(dá)檢測(cè)
        3.4.3 MYB59和NRT1.5的表達(dá)部位部分重疊
        3.4.4 觀(guān)察pNRT1.5:GUS轉(zhuǎn)基因材料組織染色的強(qiáng)弱
        3.4.5 觀(guān)察pNRT1.5:NRT1.5-GFP轉(zhuǎn)基因材料GFP熒光的強(qiáng)弱
    3.5 MYB59.3與NRT1.5的啟動(dòng)子直接結(jié)合
        3.5.1 ChIP-qPCR實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證MYB59.3在體內(nèi)直接結(jié)合NRT1.5的啟動(dòng)子
        3.5.2 EMSA實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證MYB59.3在體外直接結(jié)合NRT1.5的啟動(dòng)子
    3.6 NRT1.5是MYB59的遺傳上位基因
        3.6.1 myb59和nrt1.5突變體對(duì)低鉀的敏感程度較為一致
        3.6.2 MYB59和NRT1.5在低鉀響應(yīng)過(guò)程中處于同一通路
        3.6.3 MYB59和NRT1.5的遺傳關(guān)系研究
    3.7 MYB59和NRT1.5對(duì)低鉀的響應(yīng)
        3.7.1 MYB59總RNA和NRT1.5對(duì)低鉀的響應(yīng)
        3.7.2 MYB59各轉(zhuǎn)錄本對(duì)低鉀的響應(yīng)
        3.7.3 MYB59.3蛋白對(duì)低鉀的響應(yīng)
第四章 討論
    4.1 MYB59和NRT1.5在K⁺/NO3
-的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中起著重要作用
    4.2 MYB59存在可變剪切
    4.3 MYB59存在轉(zhuǎn)錄后修飾
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3870210

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