轉(zhuǎn)PgTIP1基因提高大豆耐鹽和耐旱能力的生理和分子機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)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(dǎo)水分及其它小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)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(gè)亞家族,參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的許多重要生理過程,如根系對(duì)水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、細(xì)胞膨壓、葉片蒸騰和光合作用等;其次TIPs在對(duì)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(xì)胞和酵母中的異源表達(dá)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(zhǎng)得更好,并且其對(duì)鹽或干旱脅迫的耐受性明顯增強(qiáng)。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(bào)道。本文首先以栽培大豆Lee68品種為試驗(yàn)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(shí),以發(fā)根農(nóng)桿菌K599介導(dǎo),利用無選擇標(biāo)記植物表達(dá)載體pCAMBIA0390來研究轉(zhuǎn)PgTIP1基因大豆發(fā)根試驗(yàn)的轉(zhuǎn)化方法及效率,同時(shí)進(jìn)行PgTIP1功能基因?qū)Υ蠖共牧消}脅迫耐受性的初步驗(yàn)證。在開展...
【文章來源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:120 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
中英文縮略語表
第一章 文獻(xiàn)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(duì)植物的生理生化的影響
1.2 干旱脅迫對(duì)植物的生長(zhǎng)和代謝的影響
2 植物對(duì)鹽和干旱脅迫的耐受機(jī)制
2.1 植物對(duì)鹽脅迫的耐受機(jī)制
2.2 植物對(duì)干旱脅迫的耐受機(jī)制
3 植物水孔蛋白研究進(jìn)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(zhǎng)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(jìn)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(jìn)化樹分析
2 無選擇標(biāo)記轉(zhuǎn)PgTIP1大豆陽性株系巢式PCR鑒定
2.1 無選擇標(biāo)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(dá)與大豆耐鹽性的關(guān)系
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)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(duì)PgTIP1基因過表達(dá)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(biāo)測(cè)定方法
2 實(shí)驗(yàn)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(duì)Lee68子葉發(fā)根生長(zhǎng)形態(tài)的影響
2.3 鹽脅迫對(duì)Lee68子葉發(fā)根最大根長(zhǎng)、根鮮重和干重的影響
2.4 鹽脅迫對(duì)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(duì)Lee68發(fā)根組合植株生長(zhǎng)形態(tài)的影響
2.7 鹽脅迫對(duì)Lee68發(fā)根組合植株最大根長(zhǎng)和根鮮重的影響
2.8 鹽脅迫對(duì)Lee68發(fā)根組合植株根和葉片REL的影響
2.9 鹽脅迫對(duì)Lee68發(fā)根組合植株葉片RWC的影響
2.10 鹽脅迫對(duì)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(yàn)材料
1.2 田間生長(zhǎng)表型和農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)
1.3 材料培養(yǎng)及處理
1.4 生理指標(biāo)測(cè)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(duì)轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗生長(zhǎng)的影響
2.3 鹽脅迫對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗葉片最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)的影響
2.10 鹽脅迫對(duì)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(dá)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(yàn)材料
1.2 田間生長(zhǎng)表型和農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)
1.3 材料培養(yǎng)及處理
1.4 鹽脅迫生理指標(biāo)測(cè)定
1.5 干旱脅迫生理指標(biāo)測(cè)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(duì)轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗生長(zhǎng)的影響
2.3 鹽脅迫對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗葉片最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)的影響
2.10 干旱脅迫對(duì)轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗生長(zhǎng)的影響
2.11 干旱脅迫對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(dá)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(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表文章
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
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(xué)報(bào). 2011(05)
[2]植物抗旱耐鹽基因的研究進(jìn)展[J]. 陳麗萍,何道一. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2010(03)
[3]植物耐鹽研究進(jìn)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(xué). 2008(01)
[5]大豆加工利用研究進(jìn)展[J]. 程莉君,石雪萍,姚惠源. 大豆科學(xué). 2007(05)
[6]棉花GhAQP1基因克隆及其在胚珠發(fā)育中的特異表達(dá)[J]. 李登弟,黃耿青,譚新,王杰,王秀蘭,許文亮,吳雅潔,汪虹,李學(xué)寶. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào). 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(xué)報(bào). 2001(01)
[9]大豆耐鹽性研究進(jìn)展[J]. 於丙軍,劉友良. 大豆科學(xué). 2000(02)
[10]外源DNA直接導(dǎo)入受體植物的研究進(jìn)展[J]. 朱生偉,黃國存,孫敬三. 植物學(xué)通報(bào). 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(xué) 2009
本文編號(hào):3631540
【文章來源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:120 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
中英文縮略語表
第一章 文獻(xiàn)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(duì)植物的生理生化的影響
1.2 干旱脅迫對(duì)植物的生長(zhǎng)和代謝的影響
2 植物對(duì)鹽和干旱脅迫的耐受機(jī)制
2.1 植物對(duì)鹽脅迫的耐受機(jī)制
2.2 植物對(duì)干旱脅迫的耐受機(jī)制
3 植物水孔蛋白研究進(jìn)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(zhǎng)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(jìn)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(jìn)化樹分析
2 無選擇標(biāo)記轉(zhuǎn)PgTIP1大豆陽性株系巢式PCR鑒定
2.1 無選擇標(biāo)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(dá)與大豆耐鹽性的關(guān)系
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)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(duì)PgTIP1基因過表達(dá)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(biāo)測(cè)定方法
2 實(shí)驗(yàn)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(duì)Lee68子葉發(fā)根生長(zhǎng)形態(tài)的影響
2.3 鹽脅迫對(duì)Lee68子葉發(fā)根最大根長(zhǎng)、根鮮重和干重的影響
2.4 鹽脅迫對(duì)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(duì)Lee68發(fā)根組合植株生長(zhǎng)形態(tài)的影響
2.7 鹽脅迫對(duì)Lee68發(fā)根組合植株最大根長(zhǎng)和根鮮重的影響
2.8 鹽脅迫對(duì)Lee68發(fā)根組合植株根和葉片REL的影響
2.9 鹽脅迫對(duì)Lee68發(fā)根組合植株葉片RWC的影響
2.10 鹽脅迫對(duì)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(yàn)材料
1.2 田間生長(zhǎng)表型和農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)
1.3 材料培養(yǎng)及處理
1.4 生理指標(biāo)測(cè)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(duì)轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗生長(zhǎng)的影響
2.3 鹽脅迫對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)轉(zhuǎn)基因株系N和J11幼苗葉片最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)的影響
2.10 鹽脅迫對(duì)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(dá)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(yàn)材料
1.2 田間生長(zhǎng)表型和農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)
1.3 材料培養(yǎng)及處理
1.4 鹽脅迫生理指標(biāo)測(cè)定
1.5 干旱脅迫生理指標(biāo)測(cè)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(duì)轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗生長(zhǎng)的影響
2.3 鹽脅迫對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗葉片最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)的影響
2.10 干旱脅迫對(duì)轉(zhuǎn)基因株系L19和L29幼苗生長(zhǎng)的影響
2.11 干旱脅迫對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(dá)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(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表文章
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
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(xué)報(bào). 2011(05)
[2]植物抗旱耐鹽基因的研究進(jìn)展[J]. 陳麗萍,何道一. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2010(03)
[3]植物耐鹽研究進(jìn)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(xué). 2008(01)
[5]大豆加工利用研究進(jìn)展[J]. 程莉君,石雪萍,姚惠源. 大豆科學(xué). 2007(05)
[6]棉花GhAQP1基因克隆及其在胚珠發(fā)育中的特異表達(dá)[J]. 李登弟,黃耿青,譚新,王杰,王秀蘭,許文亮,吳雅潔,汪虹,李學(xué)寶. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào). 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(xué)報(bào). 2001(01)
[9]大豆耐鹽性研究進(jìn)展[J]. 於丙軍,劉友良. 大豆科學(xué). 2000(02)
[10]外源DNA直接導(dǎo)入受體植物的研究進(jìn)展[J]. 朱生偉,黃國存,孫敬三. 植物學(xué)通報(bào). 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(xué) 2009
本文編號(hào):3631540
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