本文選題：SR4 + TaCCD1�。� 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：植物所受到的堿脅迫是由土壤中的Na2CO3和NaHCO3所造成的。與鹽脅迫相比,植物受到的堿脅迫的損傷程度更為嚴(yán)重。這是因?yàn)閴A脅迫除了離子和滲透脅迫,還包含高pH脅迫。至今,人們?cè)谥参锬望}機(jī)制研究方面較為廣泛而深入,但是對(duì)植物的堿脅迫響應(yīng)機(jī)制卻研究較少,亟待加強(qiáng)。山融4號(hào)(ShanrongNo.4簡(jiǎn)稱SR4)是本實(shí)驗(yàn)室利用不對(duì)稱體細(xì)胞雜交技術(shù)將長(zhǎng)穗偃麥草的染色質(zhì)漸滲到普通小麥濟(jì)南177中獲得的小麥耐鹽堿新品系。前期通過大田及鹽堿池種植實(shí)驗(yàn)均證明SR4具有很強(qiáng)的抗堿特性并且利用第二代轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)分析小麥山融4號(hào)根系堿脅迫響應(yīng)基因,從中篩選出TaCCD1和TaStpk-B進(jìn)行功能鑒定。1.SR4鈣離子結(jié)合蛋白7aCCD1的功能研究我們以SR4的cDNA為模板克隆到了一個(gè)約600 bp的TaCCD1的開放閱讀框。它編碼一種含有EF手型基序motif的鈣離子結(jié)合蛋白。亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)表明:TaCCD1定位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。qRT-pCR分析實(shí)驗(yàn)表明,TaCCD1在不同的脅迫處理?xiàng)l件下表現(xiàn)出不同的表達(dá)模式。通過浸花法將TaCCD1轉(zhuǎn)入野生型擬南芥,篩選出兩個(gè)表達(dá)量較高的TaCCD1過表達(dá)純系進(jìn)行耐逆相關(guān)研究。在堿脅迫處理?xiàng)l件下,TaCCD1OE系的根較對(duì)照Col-0長(zhǎng),表明TaCCD1 OE系對(duì)于堿脅迫具有抗性。之后的堿脅迫處理萌發(fā)實(shí)驗(yàn)表明TaCCD1OE系的子葉綠化程度較Col-0高,表現(xiàn)出對(duì)堿脅迫的抗性。葉綠素含量測(cè)定結(jié)果證明:在經(jīng)堿pH處理之后,野生型植株的葉綠素含量低于過表達(dá)植株。上述實(shí)驗(yàn)均證明TaCCD1可以促進(jìn)植物對(duì)于堿脅迫的抗性。在ABA脅迫處理?xiàng)l件下,TaCCD1 OE的根較Col-0長(zhǎng),表明TaCCD1增強(qiáng)了植物對(duì)于ABA的抗性。在鹽脅迫處理?xiàng)l件下,TaaCCD1 OE的根較Col-0長(zhǎng),表明TaCCD1增強(qiáng)了植物對(duì)于鹽脅迫的抗性。在H2O2脅迫處理?xiàng)l件下,TaCCD1 OE的側(cè)根數(shù)目較Col-0多,表明TaCCD1增強(qiáng)了植物對(duì)于氧化脅迫的抗性。TaCCD1 OE系體內(nèi)的ROS含量較Co1-0低,且TaCCD1OE系有較高水平的ROS清除酶活性。進(jìn)一步分析,證實(shí)了依賴ABA的脅迫應(yīng)答基因MYB2、RAB18、RD29B在TaCCD1 OE系中有所上調(diào),ABA信號(hào)通路的正調(diào)控因子ABI5表達(dá)量下調(diào);而不依賴ABA的脅迫應(yīng)答基因DREB2A表達(dá)量上調(diào)。離子轉(zhuǎn)運(yùn)載體相關(guān)基因SOS2和HKT表達(dá)量上調(diào)。在堿處理?xiàng)l件下,葉綠素合成相關(guān)的基因HEMF2,HEME2,HEMB2,HEME1,CRD1,GSA1,PORA,PORB較Col-0出現(xiàn)上調(diào)表達(dá),而葉綠素分解基因SGR沒有明顯變化。綜上所述,TaCCD1可以通過調(diào)控ROS的積累及鈉離子的轉(zhuǎn)運(yùn)促進(jìn)植物對(duì)堿脅迫、鹽脅迫和氧化脅迫等非生物脅迫的抗性,且這些抗性可能是通過調(diào)控ABA信號(hào)通路來起作用的。此外,TaCCD1通過正調(diào)控葉綠素合成基因的表達(dá)賦予過表達(dá)植株堿抗性。2.耐鹽堿小麥漸滲系SR4 TaStpk-B的研究我們從SR4中克隆到了 一個(gè)約1.2 kb的TaStpk-B的開放閱讀框。TaStpk-B編碼的產(chǎn)物是含有Ser/Thr保守結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)。亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)表明:TaStpk-B定位于細(xì)胞質(zhì)中。qRT-PCR分析實(shí)驗(yàn)表明,該基因在不同的脅迫處理?xiàng)l件下表現(xiàn)出不一樣的表達(dá)模式。通過浸花法將TaStpk-B轉(zhuǎn)入野生型擬南芥,篩選出兩個(gè)表達(dá)量較高的TaStpk-B過表達(dá)純系進(jìn)行耐逆相關(guān)研究。在堿脅迫處理?xiàng)l件下,TaStpk-B OE系的根較對(duì)照Col-0長(zhǎng),表明TaStpk-B OE系對(duì)于堿脅迫具有抗性。在NaCl及甘露醇脅迫處理?xiàng)l件下,TaStpk-BOE系的根較Col-0短,表明TaStpk-B OE系植株對(duì)于NaCl及甘露醇敏感。TaStpk-B OE系體內(nèi)的ROS含量較Col-0低,且TaStpk-B OE系有較高水平的ROS清除酶活性。TaStpk-BOE體內(nèi)離子轉(zhuǎn)運(yùn)載體類基因在TaStpk-B-B OE和對(duì)照植物中沒有明顯差別。在鹽處理?xiàng)l件下,過表達(dá)系的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸較野生型低。TaStpk-B使得ABA合成的關(guān)鍵基因ABA2顯著上調(diào)表達(dá),依賴于ABA信號(hào)通路的調(diào)控因子ABI3,ABI4顯著下調(diào)表達(dá),不依賴于ABA信號(hào)通路的Marker基因RD29A顯著下調(diào)表達(dá)。綜上所述,TaStpk-B可以通過調(diào)控ROS的積累來應(yīng)對(duì)植物所遭受到的堿脅迫,且過表達(dá)植物所獲得的堿脅迫抗性可能是通過促進(jìn)正調(diào)控ABA合成途徑以及負(fù)調(diào)控ABA信號(hào)通路的負(fù)調(diào)控因子來起作用的。而TaStpk-B反向控制不依賴于ABA信號(hào)通路的脅迫響應(yīng)RD29A,從而給予過表達(dá)植株的鹽敏感以及滲透敏感性。此外,在鹽脅迫條件下,脯氨酸含量的降低也是過表達(dá)植物對(duì)鹽及滲透脅迫敏感表型的原因。
[Abstract]:The results showed that TaCCD 1 could promote the resistance of plants to alkali stress . TaStpk - B ( TaStpk - B ) was found to be sensitive to NaCl and mannitol . The results showed that the TaStpk - B OE system was sensitive to NaCl and mannitol .
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q943.2

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本文編號(hào)：1917532