轉(zhuǎn)PgTIP1基因提高大豆耐鹽和耐旱能力的生理和分子機制研究
發(fā)布時間:2022-02-18 20:57
液泡膜水孔蛋白(tonoplast intrinsic proteins,TIPs)是一類位于植物液泡膜上,介導水分及其它小分子物質(zhì)跨膜運輸?shù)闹匾δ艿鞍住T诓粩嗟难芯堪l(fā)現(xiàn)過程中,將其分為TIP1、TIP2、TIP3、TIP4、TIP5五個亞家族,參與植物生長發(fā)育的許多重要生理過程,如根系對水分和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、細胞膨壓、葉片蒸騰和光合作用等;其次TIPs在對多種非生物脅迫(如干旱、鹽和氧化脅迫)的應(yīng)答中執(zhí)行重要功能。前期的研究表明,人參TIP基因pgTIP1通過其在非洲爪蟾卵母細胞和酵母中的異源表達顯示出高水通道活性;在正常環(huán)境條件下轉(zhuǎn)PgTIP1基因擬南芥植株生長得更好,并且其對鹽或干旱脅迫的耐受性明顯增強。然而,其在大豆這類農(nóng)作物適應(yīng)鹽或干旱脅迫過程中的作用尚未見研究和報道。本文首先以栽培大豆Lee68品種為試驗材料,在篩選南農(nóng)8831原種和4076原株系轉(zhuǎn)基因大豆T2代陽性株系的同時,以發(fā)根農(nóng)桿菌K599介導,利用無選擇標記植物表達載體pCAMBIA0390來研究轉(zhuǎn)PgTIP1基因大豆發(fā)根試驗的轉(zhuǎn)化方法及效率,同時進行PgTIP1功能基因?qū)Υ蠖共牧消}脅迫耐受性的初步驗證。在開展...
【文章來源】:南京農(nóng)業(yè)大學江蘇省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:120 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
中英文縮略語表
第一章 文獻綜述
1 鹽和干旱脅迫下植物的生理生化變化
1.1 鹽脅迫對植物的生理生化的影響
1.2 干旱脅迫對植物的生長和代謝的影響
2 植物對鹽和干旱脅迫的耐受機制
2.1 植物對鹽脅迫的耐受機制
2.2 植物對干旱脅迫的耐受機制
3 植物水孔蛋白研究進展
3.1 植物AQP的分類
3.2 AQP的結(jié)構(gòu)特征
3.3 AQP在植物生長發(fā)育中的功能
3.4 植物AQP功能分析的研究方法
3.5 植物液泡膜水孔蛋白(TIPs)的研究進展
4 大豆轉(zhuǎn)基因方法的歸類
4.1 大豆遺傳轉(zhuǎn)化方法
4.2 轉(zhuǎn)入大豆的外源基因類型
5 本研究的目的和意義
第二章 PgTIP1與大豆內(nèi)源AQPs的親緣關(guān)系及其轉(zhuǎn)基因大豆陽性株系鑒定
1 PgTIP1與大豆內(nèi)源AQPs系統(tǒng)進化樹分析
2 無選擇標記轉(zhuǎn)PgTIP1大豆陽性株系巢式PCR鑒定
2.1 無選擇標記轉(zhuǎn)基因
2.2 巢式PCR
2.3 轉(zhuǎn)PgTIP1大豆陽性株系鑒定
3 討論與結(jié)論
第三章 基于發(fā)根技術(shù)研究PgTIP1基因過表達與大豆耐鹽性的關(guān)系
1 材料與方法
1.1 實驗材料
1.2 大豆子葉發(fā)根和發(fā)根組合植株的培養(yǎng)與鑒定
1.3 鹽脅迫對PgTIP1基因過表達大豆子葉發(fā)根和發(fā)根組合植株的效應(yīng)
1.4 生理指標測定方法
2 實驗結(jié)果
2.1 Lee68子葉發(fā)根的侵染培養(yǎng)及鑒定
2.2 鹽脅迫對Lee68子葉發(fā)根生長形態(tài)的影響
2.3 鹽脅迫對Lee68子葉發(fā)根最大根長、根鮮重和干重的影響
2.4 鹽脅迫對Lee68子葉發(fā)根Na~+、K~+含量及Na~+/K~+的影響
2.5 Lee68發(fā)根組合植株的侵染培養(yǎng)及鑒定
2.6 鹽脅迫對Lee68發(fā)根組合植株生長形態(tài)的影響
2.7 鹽脅迫對Lee68發(fā)根組合植株最大根長和根鮮重的影響
2.8 鹽脅迫對Lee68發(fā)根組合植株根和葉片REL的影響
2.9 鹽脅迫對Lee68發(fā)根組合植株葉片RWC的影響
2.10 鹽脅迫對Lee68發(fā)根組合植株根、莖和葉中Na~+、K~+含量及Na~+/K~+的影響
3 討論與結(jié)論
第四章 栽培大豆南農(nóng)8831及其轉(zhuǎn)PgTIP1基因株系N和J11耐鹽性分析
1 材料與方法
1.1 試驗材料
1.2 田間生長表型和農(nóng)藝性狀統(tǒng)計
1.3 材料培養(yǎng)及處理
1.4 生理指標測定
1.5 相關(guān)耐鹽基因RT-PCR分析
2 結(jié)果與分析
2.1 轉(zhuǎn)基因株系N和J11植株常規(guī)農(nóng)藝性狀比較
2.2 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗生長的影響
2.3 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗根和葉片REL、葉片RWC及根系活力的影響
2.4 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗葉片葉綠體色素含量的影響
2.5 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗根、莖和葉片中Na~+、K~+含量和Na~+/K~+及Cl~-含量的影響
2.6 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗根和葉片H_2O_2含量和O_(2.)~-產(chǎn)生速率的影響
2.7 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗根和葉片中SOD、POD和CAT活性及葉中APX活性的影響
2.8 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗葉片Pn、Gs、Ci和Tr的影響
2.9 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗葉片最大光化學效率(Fv/Fm)的影響
2.10 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗根和葉中內(nèi)源水孔蛋白和相關(guān)耐鹽基因表達模式的影響
3 討論與結(jié)論
第五章 雜交后代4076及其轉(zhuǎn)PgTIP1基因株系L19和L29耐鹽、耐旱性分析
1 材料與方法
1.1 試驗材料
1.2 田間生長表型和農(nóng)藝性狀統(tǒng)計
1.3 材料培養(yǎng)及處理
1.4 鹽脅迫生理指標測定
1.5 干旱脅迫生理指標測定
1.6 相關(guān)耐鹽、干旱基因RT-PCR分析
2 結(jié)果與分析
2.1 轉(zhuǎn)基因株系L19和L29植株常規(guī)農(nóng)藝性狀比較
2.2 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗生長的影響
2.3 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉REL、葉片RWC及根系活力的影響
2.4 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗葉片葉綠體色素含量的影響
2.5 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根、莖和葉片Na~+、K~+含量和N~+/K~+及Cl~-含量的影響
2.6 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉H_2O_2含量和O_(2.)~-產(chǎn)生速率的影響
2.7 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉中SOD、POD和CAT活性及葉中APX活性的影響
2.8 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗葉片Pn、Gs、Ci和Tr的影響
2.9 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗葉片最大光化學效率(Fv/Fm)的影響
2.10 干旱脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗生長的影響
2.11 干旱脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉REL的影響
2.12 干旱脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗葉片RWC和離體葉片失水速率的影響
2.13 干旱脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉MDA含量的影響
2.14 干旱脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉ABA含量的影響
2.15 鹽、干旱脅迫對4076(WT)及其轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉相關(guān)耐逆基因表達模式的影響
3 討論與結(jié)論
全文結(jié)論
創(chuàng)新性
存在的問題與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表文章
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鹽堿地可持續(xù)利用研究綜述[J]. 王佳麗,黃賢金,鐘太洋,陳志剛. 地理學報. 2011(05)
[2]植物抗旱耐鹽基因的研究進展[J]. 陳麗萍,何道一. 基因組學與應(yīng)用生物學. 2010(03)
[3]植物耐鹽研究進展[J]. 景欣,張旸,李玉花. 生物技術(shù)通訊. 2010(02)
[4]不同方法從大豆不同組織中提取基因組DNA效果的比較[J]. 王振東,孫倉,王惠. 大豆科學. 2008(01)
[5]大豆加工利用研究進展[J]. 程莉君,石雪萍,姚惠源. 大豆科學. 2007(05)
[6]棉花GhAQP1基因克隆及其在胚珠發(fā)育中的特異表達[J]. 李登弟,黃耿青,譚新,王杰,王秀蘭,許文亮,吳雅潔,汪虹,李學寶. 植物生理與分子生物學學報. 2006(05)
[7]Expression and functional analysis of the rice plasma-membrane intrinsic protein gene family[J]. Lei Guo~1 Zi Yi Wang~1 Hong Lin~1 Wei Er Cui~1 Jun Chen~1 Meihua Liu~1 Zhang Liang Chen~(1,2) Li Jia Qu~(1,2) Hongya Gu~(1,2)1 Peking-Yale Joint Research Center for Plant Molecular Genetics and AgroBiotechnology,National Laboratoryfor Protein Engineering and Plant Genetic Engineering,College of Life Sciences,Peking University,Beijing 100871,China;2 The National Plant Gene Research Center,Beijing 100101,China. Cell Research. 2006(03)
[8]栽培大豆和野生大豆耐鹽性及離子效應(yīng)的比較[J]. 於丙軍,羅慶云,曹愛忠,劉友良. 植物資源與環(huán)境學報. 2001(01)
[9]大豆耐鹽性研究進展[J]. 於丙軍,劉友良. 大豆科學. 2000(02)
[10]外源DNA直接導入受體植物的研究進展[J]. 朱生偉,黃國存,孫敬三. 植物學通報. 2000(01)
碩士論文
[1]栽培和灘涂野大豆及其雜交后代耐鹽性、農(nóng)藝性狀與籽粒品質(zhì)研究[D]. 杜莉莉.南京農(nóng)業(yè)大學 2009
本文編號:3631540
【文章來源】:南京農(nóng)業(yè)大學江蘇省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:120 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
中英文縮略語表
第一章 文獻綜述
1 鹽和干旱脅迫下植物的生理生化變化
1.1 鹽脅迫對植物的生理生化的影響
1.2 干旱脅迫對植物的生長和代謝的影響
2 植物對鹽和干旱脅迫的耐受機制
2.1 植物對鹽脅迫的耐受機制
2.2 植物對干旱脅迫的耐受機制
3 植物水孔蛋白研究進展
3.1 植物AQP的分類
3.2 AQP的結(jié)構(gòu)特征
3.3 AQP在植物生長發(fā)育中的功能
3.4 植物AQP功能分析的研究方法
3.5 植物液泡膜水孔蛋白(TIPs)的研究進展
4 大豆轉(zhuǎn)基因方法的歸類
4.1 大豆遺傳轉(zhuǎn)化方法
4.2 轉(zhuǎn)入大豆的外源基因類型
5 本研究的目的和意義
第二章 PgTIP1與大豆內(nèi)源AQPs的親緣關(guān)系及其轉(zhuǎn)基因大豆陽性株系鑒定
1 PgTIP1與大豆內(nèi)源AQPs系統(tǒng)進化樹分析
2 無選擇標記轉(zhuǎn)PgTIP1大豆陽性株系巢式PCR鑒定
2.1 無選擇標記轉(zhuǎn)基因
2.2 巢式PCR
2.3 轉(zhuǎn)PgTIP1大豆陽性株系鑒定
3 討論與結(jié)論
第三章 基于發(fā)根技術(shù)研究PgTIP1基因過表達與大豆耐鹽性的關(guān)系
1 材料與方法
1.1 實驗材料
1.2 大豆子葉發(fā)根和發(fā)根組合植株的培養(yǎng)與鑒定
1.3 鹽脅迫對PgTIP1基因過表達大豆子葉發(fā)根和發(fā)根組合植株的效應(yīng)
1.4 生理指標測定方法
2 實驗結(jié)果
2.1 Lee68子葉發(fā)根的侵染培養(yǎng)及鑒定
2.2 鹽脅迫對Lee68子葉發(fā)根生長形態(tài)的影響
2.3 鹽脅迫對Lee68子葉發(fā)根最大根長、根鮮重和干重的影響
2.4 鹽脅迫對Lee68子葉發(fā)根Na~+、K~+含量及Na~+/K~+的影響
2.5 Lee68發(fā)根組合植株的侵染培養(yǎng)及鑒定
2.6 鹽脅迫對Lee68發(fā)根組合植株生長形態(tài)的影響
2.7 鹽脅迫對Lee68發(fā)根組合植株最大根長和根鮮重的影響
2.8 鹽脅迫對Lee68發(fā)根組合植株根和葉片REL的影響
2.9 鹽脅迫對Lee68發(fā)根組合植株葉片RWC的影響
2.10 鹽脅迫對Lee68發(fā)根組合植株根、莖和葉中Na~+、K~+含量及Na~+/K~+的影響
3 討論與結(jié)論
第四章 栽培大豆南農(nóng)8831及其轉(zhuǎn)PgTIP1基因株系N和J11耐鹽性分析
1 材料與方法
1.1 試驗材料
1.2 田間生長表型和農(nóng)藝性狀統(tǒng)計
1.3 材料培養(yǎng)及處理
1.4 生理指標測定
1.5 相關(guān)耐鹽基因RT-PCR分析
2 結(jié)果與分析
2.1 轉(zhuǎn)基因株系N和J11植株常規(guī)農(nóng)藝性狀比較
2.2 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗生長的影響
2.3 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗根和葉片REL、葉片RWC及根系活力的影響
2.4 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗葉片葉綠體色素含量的影響
2.5 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗根、莖和葉片中Na~+、K~+含量和Na~+/K~+及Cl~-含量的影響
2.6 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗根和葉片H_2O_2含量和O_(2.)~-產(chǎn)生速率的影響
2.7 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗根和葉片中SOD、POD和CAT活性及葉中APX活性的影響
2.8 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗葉片Pn、Gs、Ci和Tr的影響
2.9 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗葉片最大光化學效率(Fv/Fm)的影響
2.10 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗根和葉中內(nèi)源水孔蛋白和相關(guān)耐鹽基因表達模式的影響
3 討論與結(jié)論
第五章 雜交后代4076及其轉(zhuǎn)PgTIP1基因株系L19和L29耐鹽、耐旱性分析
1 材料與方法
1.1 試驗材料
1.2 田間生長表型和農(nóng)藝性狀統(tǒng)計
1.3 材料培養(yǎng)及處理
1.4 鹽脅迫生理指標測定
1.5 干旱脅迫生理指標測定
1.6 相關(guān)耐鹽、干旱基因RT-PCR分析
2 結(jié)果與分析
2.1 轉(zhuǎn)基因株系L19和L29植株常規(guī)農(nóng)藝性狀比較
2.2 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗生長的影響
2.3 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉REL、葉片RWC及根系活力的影響
2.4 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗葉片葉綠體色素含量的影響
2.5 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根、莖和葉片Na~+、K~+含量和N~+/K~+及Cl~-含量的影響
2.6 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉H_2O_2含量和O_(2.)~-產(chǎn)生速率的影響
2.7 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉中SOD、POD和CAT活性及葉中APX活性的影響
2.8 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗葉片Pn、Gs、Ci和Tr的影響
2.9 鹽脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗葉片最大光化學效率(Fv/Fm)的影響
2.10 干旱脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗生長的影響
2.11 干旱脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉REL的影響
2.12 干旱脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗葉片RWC和離體葉片失水速率的影響
2.13 干旱脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉MDA含量的影響
2.14 干旱脅迫對轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉ABA含量的影響
2.15 鹽、干旱脅迫對4076(WT)及其轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗根和葉相關(guān)耐逆基因表達模式的影響
3 討論與結(jié)論
全文結(jié)論
創(chuàng)新性
存在的問題與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表文章
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鹽堿地可持續(xù)利用研究綜述[J]. 王佳麗,黃賢金,鐘太洋,陳志剛. 地理學報. 2011(05)
[2]植物抗旱耐鹽基因的研究進展[J]. 陳麗萍,何道一. 基因組學與應(yīng)用生物學. 2010(03)
[3]植物耐鹽研究進展[J]. 景欣,張旸,李玉花. 生物技術(shù)通訊. 2010(02)
[4]不同方法從大豆不同組織中提取基因組DNA效果的比較[J]. 王振東,孫倉,王惠. 大豆科學. 2008(01)
[5]大豆加工利用研究進展[J]. 程莉君,石雪萍,姚惠源. 大豆科學. 2007(05)
[6]棉花GhAQP1基因克隆及其在胚珠發(fā)育中的特異表達[J]. 李登弟,黃耿青,譚新,王杰,王秀蘭,許文亮,吳雅潔,汪虹,李學寶. 植物生理與分子生物學學報. 2006(05)
[7]Expression and functional analysis of the rice plasma-membrane intrinsic protein gene family[J]. Lei Guo~1 Zi Yi Wang~1 Hong Lin~1 Wei Er Cui~1 Jun Chen~1 Meihua Liu~1 Zhang Liang Chen~(1,2) Li Jia Qu~(1,2) Hongya Gu~(1,2)1 Peking-Yale Joint Research Center for Plant Molecular Genetics and AgroBiotechnology,National Laboratoryfor Protein Engineering and Plant Genetic Engineering,College of Life Sciences,Peking University,Beijing 100871,China;2 The National Plant Gene Research Center,Beijing 100101,China. Cell Research. 2006(03)
[8]栽培大豆和野生大豆耐鹽性及離子效應(yīng)的比較[J]. 於丙軍,羅慶云,曹愛忠,劉友良. 植物資源與環(huán)境學報. 2001(01)
[9]大豆耐鹽性研究進展[J]. 於丙軍,劉友良. 大豆科學. 2000(02)
[10]外源DNA直接導入受體植物的研究進展[J]. 朱生偉,黃國存,孫敬三. 植物學通報. 2000(01)
碩士論文
[1]栽培和灘涂野大豆及其雜交后代耐鹽性、農(nóng)藝性狀與籽粒品質(zhì)研究[D]. 杜莉莉.南京農(nóng)業(yè)大學 2009
本文編號:3631540
本文鏈接:http://sikaile.net/shoufeilunwen/nykjbs/3631540.html
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