【摘要】：紅樹(shù)(Mangroves)生長(zhǎng)在陸地和海洋之間的潮間帶中,受到海水的周期性浸漬,兼具陸地與海洋雙重生態(tài)特性,是典型的高等鹽生植物。秋茄(Kandelia candel)是中國(guó)南海沿海灘涂主要的非泌鹽紅樹(shù)。已有研究表明,在高鹽脅迫下,秋茄根系會(huì)限制NaCl的吸收和運(yùn)輸。微陣列數(shù)據(jù)分析表明,鹽脅迫下秋茄葉綠體中的抗氧化防御基因表達(dá)上調(diào)。然而,秋茄葉綠體中抗氧化防御關(guān)鍵基因銅鋅超氧化物歧化酶(Cu/Zn SOD; KcCSD)、硫氧還蛋白(KcTrxf)在鹽脅迫中的功能尚未研究。因此,本文以秋茄為實(shí)驗(yàn)材料,研究NaCl處理下(100-300 mM)秋茄對(duì)Na+吸收和運(yùn)輸?shù)恼{(diào)控機(jī)理與活性氧清除機(jī)制,并且在煙草(Nicotiana tabacum L.)中異源表達(dá)KcCSD、KcTrxf基因,研究它們?cè)谥参锟果}性中的作用。在離子平衡方面,利用非損傷微測(cè)技術(shù)(Non-Invasive Micro-Test Technique)研究了秋茄根系對(duì)Na+的動(dòng)態(tài)吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)。Na+流的結(jié)果顯示,短期和長(zhǎng)期NaCl處理都會(huì)導(dǎo)致Na+外排。短期鹽脅迫下,由H+-ATPase酶形成的質(zhì)子梯度,驅(qū)動(dòng)質(zhì)膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白增強(qiáng)Na+的外排。長(zhǎng)期鹽脅迫下,秋茄根部Na+外排逐漸減少,導(dǎo)致Na+在根系中積累。當(dāng)根系不能有效的限制Na+的吸收和運(yùn)輸時(shí),根系中的Na+向上運(yùn)輸至葉片。葉片中的Na+累積,會(huì)提高葉中H202的水平,秋茄則通過(guò)調(diào)控活性氧清除系統(tǒng)來(lái)緩解鹽脅迫。(1RT-PCR結(jié)果顯示,NaCl處理后秋茄葉片中KcCSD的轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),同時(shí)葉片中的超氧化物歧化酶(SOD)的活性增強(qiáng)。此外,NaCl處理后,KcTrxf的轉(zhuǎn)錄水平和非蛋白巰基(NPTs; non-protein thios)的含量均有所增加。氨基酸序列分析以及原生質(zhì)體定位表明KcCSD是典型的葉綠體銅鋅超氧化物歧化酶。與KcCSD類似,氨基酸序列分析與原生質(zhì)體定位的結(jié)果顯示KcTrxf也是定位于葉綠體中的蛋白質(zhì)。為了研究這兩個(gè)葉綠體蛋白在植物耐鹽性中的作用,將KcCSD、 KcTrxf基因分別轉(zhuǎn)入模式植物煙草中。NaCl處理后,野生型煙草幼苗的根長(zhǎng)以及存活率均低于KcCSD轉(zhuǎn)基因煙草。鹽脅迫后,野生型煙草與轉(zhuǎn)基因煙草的葉綠素含量、葉綠素a/b比值以及光合速率均明顯下降。但是,在NaCl處理過(guò)程中野生型煙草下降更明顯。而且,野生型煙草葉片中積累更多的丙二醛和H202,尤其是葉綠體中H202的積累遠(yuǎn)高于轉(zhuǎn)基因煙草。葉綠體中活性氧的調(diào)控對(duì)于轉(zhuǎn)基因煙草耐鹽性有重要的作用。NaCl處理后,KcCSD轉(zhuǎn)基因煙草通過(guò)調(diào)控胞內(nèi)抗氧化酶的活性來(lái)緩解鹽分對(duì)葉綠體的傷害。ROS普遍認(rèn)為是第二信使,轉(zhuǎn)基因煙草在脅迫過(guò)程中,葉綠體中光合電子傳遞鏈形成的超氧陰離子,作為信號(hào)反饋調(diào)節(jié)抗氧化系統(tǒng),激活逆境下的適應(yīng)和防御機(jī)制。SOD同工酶電泳結(jié)果顯示,在100mM NaCl處理下(24h-7d),KcCSD轉(zhuǎn)基因煙草中SOD同工酶活性增強(qiáng),SOD的活性同樣提高,增強(qiáng)了02-的歧化反應(yīng)的產(chǎn)物H202。由02-歧化形成的H202,可以誘導(dǎo)過(guò)氧化氫酶(CAT)的活性提高。因此,在鹽脅迫期間,KcCSD轉(zhuǎn)基因煙草中可以減少葉綠體中活性氧的積累。鹽脅迫下,KcTrxf轉(zhuǎn)基因煙草一方面通過(guò)提高過(guò)氧化氫酶(CAT)以及抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)的活性來(lái)清除H2O2；另一方面,KcTrxf轉(zhuǎn)基因煙草通過(guò)調(diào)節(jié)葉綠體中抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)中(AsA-GSH cycle)關(guān)鍵酶的活性來(lái)調(diào)節(jié)胞質(zhì)還原狀態(tài),緩解氧化脅迫。NaCl處理后,KcTrxf轉(zhuǎn)基因煙草中單脫氧抗壞血酸還原酶(MDAR)及谷胱甘肽還原酶(GR)的活性增強(qiáng),還原型谷胱甘肽水平提高。同時(shí),葉片中非蛋白巰基的含量上升。這有助于清除活性氧,緩解鹽害引起的氧化脅迫。因此,與野生型煙草相比,轉(zhuǎn)基因煙草在鹽脅迫過(guò)程中,可以控制葉片中的活性氧積累,避免氧化損害,因此植株可以正常生長(zhǎng)�？傊�,秋茄在短期鹽脅迫下,通過(guò)根部Na+外排作用,有效排出Na+,緩解鹽脅迫；而在長(zhǎng)期高鹽脅迫處理過(guò)程中,秋茄通過(guò)提高KcCSD和KcTrxf轉(zhuǎn)錄水平,增強(qiáng)抗氧化酶的活性,清除植物體內(nèi)活性氧,保持胞內(nèi)的氧化還原平衡,緩解鹽誘導(dǎo)的氧化脅迫。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q943.2
【圖文】：

２．２．２邋ＮａＣｌ處理下秋前葉片中Ｈ２Ｏ２含量逡逑ＮａＣｌ處理三周中，葉片中Ｈ２Ｏ２含量隨著處理時(shí)間變化而變化。ＮａＣｌ處理８邋ｈ后，逡逑葉片中Ｈ２Ｏ２含量達(dá)到最高值，為對(duì)照處理的３．６倍（圖２－３）。長(zhǎng)期ＮａＣｌ處理過(guò)程中，逡逑葉片中Ｈ２Ｏ２含量隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降（圖２－３）。這些結(jié)果表明，隨著處理逡逑時(shí)間的增長(zhǎng)

ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ邋ａｔＰ＜邋０．０５邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．逡逑２．２．３邋ＮａＣｌ處理下秋煎葉片中ＫｃＣＳＤ轉(zhuǎn)錄水平以及ＳＯＤ活性逡逑在ＮａＣｌ處理下，ｑＲＴ－ＰＣＲ結(jié)果顯示秋琉中ＫｃＣＳＤ基因轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)（圖２－４），逡逑短期處理下（２４邋ｈ）后，轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)量上調(diào)為對(duì)照處理的４倍（圖２－４：）。長(zhǎng)逡逑期ＮａＣｌ處理后，ＫｃＣＳＤ轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)量上調(diào)為對(duì)照處理的１．８－２．９倍（圖２－４）。并逡逑且在ＮａＣｌ處理中，秋莉葉片中ＳＯＤ活性也有不同程度的增強(qiáng)（圖２－４）。以上結(jié)果表逡逑明，在ＮａＣｌ處理下秋莉中通過(guò)調(diào)節(jié)ＫｃＣＳＤ轉(zhuǎn)錄水平，增強(qiáng)ＳＯＤ的活性來(lái)清除活性逡逑氧。逡逑２３逡逑

ｌｅｔｔｅｒｓ邋ａｂｏｖｅ邋ｃｏｌｕｍｎｓ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ邋ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ邋ａｔ邋Ｐ邋＜邋０．０５邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．逡逑２．２．４邋ＮａＣｌ處理下秋前葉片中轉(zhuǎn)錄水平以及ＮＰＴｓ含量逡逑在ＮａＣｌ處理下，ｑＲＴ－ＰＣＲ結(jié)果顯示秋煎ｉ＾ｃＴｒｘ／基因的轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)上調(diào)（圖２－逡逑５）ｏ短期處理下（２４ｈ），轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)量最高，為對(duì)照處理的３倍。長(zhǎng)期ＮａＣｌ逡逑處理后（１＼＾和３＼＼０，轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)量上調(diào)為對(duì)照處理的１．５倍。在ＮａＣｌ處逡逑理過(guò)程中，秋煎中非蛋白疏基（ｎｏｎ－ｐｒｏｔｅｉｎｔｈｉｏｌｓ；邋ＮＰＴｓ）的總量也有不同程度的上升逡逑（圖２－５），上升幅度達(dá)３０％－８０％。此外，ＮＰＴｓ含量變化趨勢(shì)與ｉＴｃＴｈｃ／表達(dá)量上調(diào)的逡逑結(jié)果相似：短期處理２４ｈ均達(dá)到最高峰（圖２－５）。以上結(jié)果表明，在ＮａＣｌ處理下秋逡逑r:調(diào)控７＾６７＞１／的轉(zhuǎn)錄水平，調(diào)節(jié)胞質(zhì)還原水平適應(yīng)鹽脅迫。逡逑２４逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉春明,朱禎,周兆斕,孫寶林,馮平章,李向輝;豇豆胰蛋白酶抑制劑抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因煙草的獲得[J];科學(xué)通報(bào);1992年18期

2 方榮祥,田穎川,王桂玲,許丙寅,李太元,莽克強(qiáng),張振臣,吳青,周汝鴻,王鳳龍,史萬(wàn)華,韓曉東;雙抗轉(zhuǎn)基因煙草純合系的選育及田間試驗(yàn)[J];中國(guó)科學(xué)(B輯 化學(xué) 生命科學(xué) 地學(xué));1993年05期

3 朱遐;轉(zhuǎn)基因煙草率先打入歐洲市場(chǎng)[J];生物技術(shù)通報(bào);1995年03期

4 王瑞剛,張子義,劉國(guó)軍,吳自榮,王水平;生長(zhǎng)因子對(duì)枯草芽孢桿菌纖溶酶在轉(zhuǎn)基因煙草根系中分泌表達(dá)的調(diào)節(jié)[J];西北植物學(xué)報(bào);2005年04期

5 范丙友;趙艷玲;陸海;蔣湘寧;;應(yīng)用液相色譜儀測(cè)定煙草4CL酶活性[J];河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年05期

6 王翠;劉紅霞;曹靜;王超;郭堅(jiān)華;;轉(zhuǎn)popW基因煙草的構(gòu)建及相關(guān)表型分析[J];生物工程學(xué)報(bào);2014年04期

7 王新國(guó),張國(guó)華,方榮祥,劉傳暄,肖成祖;轉(zhuǎn)基因煙草表達(dá)霍亂毒素B亞單位的研究[J];生物技術(shù)通訊;2000年02期

8 吳藹民,劉進(jìn)元;棉花半乳糖苷酶基因啟動(dòng)子的分離及其在轉(zhuǎn)基因煙草中的表達(dá)[J];中國(guó)科學(xué)C輯:生命科學(xué);2005年05期

9 戚元成;馬雷;王菲菲;劉衛(wèi)群;;過(guò)量表達(dá)腺苷甲硫氨酸合成酶基因能提高轉(zhuǎn)基因煙草中多聚胺的生物合成[J];植物生理學(xué)通訊;2009年08期

10 董皓林;李威;朱向瑩;林娟;唐克軒;任大明;;抗人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶單鏈抗體基因在煙草中的表達(dá)[J];復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 戴秀玉;周堅(jiān);楊波;;高效液相分離/蒸發(fā)光散射檢測(cè)測(cè)定轉(zhuǎn)基因煙草中的海藻糖[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊(cè)）[C];2001年

2 李天飛;閆新甫;李文正;劉勇;;轉(zhuǎn)基因煙草安全性與入世后面臨的挑戰(zhàn)[A];加入WTO和中國(guó)科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機(jī)遇、責(zé)任和對(duì)策（上冊(cè)）[C];2002年

3 陳英;王義琴;孫勇如;黃敏仁;王明庥;;雙價(jià)抗病基因表達(dá)載體的構(gòu)建及轉(zhuǎn)基因煙草的獲得[A];持續(xù)發(fā)展，再創(chuàng)輝煌——中國(guó)林學(xué)會(huì)林木遺傳育種分會(huì)第五屆年會(huì)文集[C];2002年

4 申海燕;王花紅;王紅;劉本葉;李國(guó)鳳;葉和春;;利用轉(zhuǎn)基因煙草合成青蒿素前體的研究[A];中國(guó)植物學(xué)會(huì)七十五周年年會(huì)論文摘要匯編（1933-2008）[C];2008年

5 王鳳德;劉家堯;王海慶;張洪霞;;過(guò)氧化氫酶的克隆和轉(zhuǎn)基因煙草的獲得[A];2005年全國(guó)植物逆境生理與分子生物學(xué)研討會(huì)論文摘要匯編[C];2005年

6 夏妍;王娟;齊穎;王桂萍;張紅生;沈振國(guó);;表達(dá)海州香薷金屬硫蛋白提高煙草銅耐性及鎘轉(zhuǎn)運(yùn)能力[A];中國(guó)植物生理學(xué)會(huì)第十次會(huì)員代表大會(huì)暨全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編[C];2009年

7 段曉光;高峰;楊愛(ài)芳;張舉仁;;轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞水平耐鹽性差異的比較分析[A];中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)大會(huì)、青年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2005年

8 張萌;王鑫;王瑋;;不同啟動(dòng)子過(guò)表達(dá)小麥泛素基因TaUB2對(duì)轉(zhuǎn)基因煙草表型及抗逆性的影響[A];山東植物生理學(xué)會(huì)第七次代表大會(huì)暨植物生物學(xué)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研討會(huì)論文集[C];2012年

9 陳大清;莫瑩;王建;李亞男;;SMT和AtCpNifS超表達(dá)對(duì)離體煙草葉片硒脅迫耐受的響應(yīng)機(jī)制分析[A];2013全國(guó)植物生物學(xué)大會(huì)論文集[C];2013年

10 李海燕;李小雙;楊紅蘭;張道遠(yuǎn);;EsDREB基因過(guò)表達(dá)提高轉(zhuǎn)基因煙草抗逆性[A];生態(tài)文明建設(shè)中的植物學(xué)：現(xiàn)在與未來(lái)——中國(guó)植物學(xué)會(huì)第十五屆會(huì)員代表大會(huì)暨八十周年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集——第3分會(huì)場(chǎng)：植物分子生物學(xué)與基因組學(xué)[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 ;我國(guó)培育出耐鹽轉(zhuǎn)基因煙草[N];今日信息報(bào);2004年

2 記者 姜海;轉(zhuǎn)基因煙草有了新用途[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

3 編譯 時(shí)焦;轉(zhuǎn)基因煙草可消除環(huán)境中的綠藻毒素[N];東方煙草報(bào);2010年

4 ;轉(zhuǎn)基因煙草“長(zhǎng)出”狂犬病抗體[N];大眾科技報(bào);2003年

5 記者 欒海;大腸桿菌妙用[N];新華每日電訊;2002年

6 荷丹;中國(guó)煙展吸引眾多外商[N];廠長(zhǎng)經(jīng)理日?qǐng)?bào);2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張麗青;嗜熱毛殼菌超氧化物歧化酶基因的克隆、表達(dá)及轉(zhuǎn)基因煙草耐鹽性研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

2 呂軍;轉(zhuǎn)基因煙草對(duì)土壤磷吸收利用的研究[D];大連理工大學(xué);2011年

3 成妮妮;α-法尼烯合酶過(guò)表達(dá)對(duì)轉(zhuǎn)基因煙草生長(zhǎng)發(fā)育的影響及其基因啟動(dòng)子的克隆與功能分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

4 胡瓊;dsRNA介導(dǎo)的煙草和番茄抗病毒基因工程研究[D];浙江大學(xué);2010年

5 宋莉;ChIFN-α基因遺傳轉(zhuǎn)化植物及提高煙草抗病毒能力的研究[D];貴州大學(xué);2009年

6 魯黎明;AtCIPK23在煙草中過(guò)表達(dá)的鉀效率響應(yīng)及NtHAK1的克隆與表達(dá)模式研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

7 蘭玉菲;兩種抗病毒策略介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因研究和煙草脈帶花葉病毒蛋白的表達(dá)[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

8 張付云;殼寡糖誘導(dǎo)煙草抗性相關(guān)基因的克隆和鑒定[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（大連化學(xué)物理研究所）;2007年

9 付宏歧;利用轉(zhuǎn)基因煙草和紅花表達(dá)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21（FGF21）的研究[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

10 丁順華;植物體內(nèi)谷胱甘肽還原酶的功能研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（植物研究所）;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 耿曉娜;轉(zhuǎn)查爾酮合酶基因?qū)煵莼ㄉ捌湫螒B(tài)的影響[D];河北師范大學(xué);2009年

2 史天然;操縱細(xì)胞鈣調(diào)素水平對(duì)煙草抗氧化能力的影響及其生理生化機(jī)制[D];云南師范大學(xué);2004年

3 于影;轉(zhuǎn)檉柳LEA基因煙草耐鹽性分析[D];東北林業(yè)大學(xué);2006年

4 高巖;擬南芥fad8基因在煙草葉綠體基因組表達(dá)研究[D];哈爾濱師范大學(xué);2010年

5 錫林呼;轉(zhuǎn)lea-bZIP雙價(jià)基因煙草抗旱、耐鹽性分析[D];東北林業(yè)大學(xué);2011年

6 張?jiān)烂?三價(jià)抗真菌融合基因植物表達(dá)載體的構(gòu)建及轉(zhuǎn)基因煙草的抗病性分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

7 李艷霞;檉柳eIF1A基因植物表達(dá)載體的構(gòu)建及功能驗(yàn)證[D];東北林業(yè)大學(xué);2006年

8 李淑榮;轉(zhuǎn)OsSec27p和OsARHI基因煙草分子鑒定和不同鐵處理的生理指標(biāo)檢測(cè)[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

9 王國(guó)坤;過(guò)表達(dá)小麥泛素基因Ta-Ub2加快煙草發(fā)育進(jìn)程機(jī)制的研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

10 董京祥;檉柳rd22基因的載體構(gòu)建及功能驗(yàn)證[D];東北林業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2799481